[发明专利]红外探测器像素结构和红外探测器

说明书

本公开涉及一种红外探测器像素结构和红外探测器，红外探测器像素结构包括：衬底以及位于衬底上依次设置的第一结构层和第二结构层；第一结构层包括至少两个梁结构，每个梁结构分别连接中间支撑结构和微桥柱，由中间支撑结构向对应的微桥柱的梁路径中，交汇于同一节点的两条并行梁结构分别为第一半桥结构和第二半桥结构，第一半桥结构和第二半桥结构形成热对称结构；其中，第一半桥结构的长度大于第二半桥结构的长度，沿垂直于衬底的方向，第一半桥结构的厚度大于第二半桥结构的厚度；第一结构层包括第一电极层，第二结构层包括第二电极层和热敏层，第二电极层通过第一电极层电连接至微桥柱。该红外探测器像素结构能够提高红外探测器的NETD性能。

技术领域

本公开涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种红外探测器像素结构和红外探测器。

背景技术

红外探测器的工作原理是将接收到的红外辐射信号转换成热信号，再将热信号转换为电信号，并对电信号进行处理后输出。温度分辨率或灵敏度通常又会被称作噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference，NETD)，是红外探测器能够检测到的高于其背景噪声的最小温度差，是衡量红外探测器性能的一个重要参数。

目前的红外探测器中，梁结构会影响热敏层的尺寸，热敏层的面积较小，红外探测器像素结构的辐射吸收量较低，导致红外探测器的NETD性能较差。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种红外探测器像素结构和红外探测器，能够提高红外探测器的NETD性能。

第一方面，本公开实施例提供了一种红外探测器像素结构，包括：

衬底以及位于所述衬底上依次设置的第一结构层和第二结构层；

所述第一结构层包括至少两个梁结构，每个所述梁结构分别连接中间支撑结构和微桥柱，至少两个所述梁结构中，由所述中间支撑结构向对应的所述微桥柱的梁路径中，交汇于同一节点的两条并行梁结构分别为第一半桥结构和第二半桥结构，所述第一半桥结构和所述第二半桥结构形成热对称结构；其中，所述第一半桥结构的长度大于所述第二半桥结构的长度，沿垂直于所述衬底的方向，所述第一半桥结构的厚度大于所述第二半桥结构的厚度；

所述第一结构层包括第一电极层，所述第二结构层包括第二电极层和热敏层，所述第二电极层通过所述第一电极层电连接至所述微桥柱。

可选地，所述第一结构层与所述衬底之间的第一牺牲层和所述第二结构层与所述第一结构层之间的第二牺牲层中，至少构成所述第一牺牲层的材料包括氧化硅。

可选地，至少两个所述梁结构包括临近所述衬底一侧设置的第一支撑层，构成所述第一支撑层的材料包括氧化铝、非晶碳、非晶硅、非晶锗或者非晶硅锗中的至少一种。

可选地，所述第一半桥结构包括第一支撑层、所述第一电极层和第一钝化层，所述第二半桥结构包括所述第一支撑层。

可选地，所述第一半桥结构包括第一支撑层和所述第一电极层，所述第二半桥结构包括所述第一支撑层。

可选地，包含有所述热对称结构的所述梁结构还包括至少一个连接杆，所述连接杆用于分隔所述热对称结构中的所述第一半桥结构和所述第二半桥结构；

沿垂直于所述连接杆的方向，所述第一半桥结构和所述第二半桥结构分别位于所述连接杆的两侧。

可选地，所述第二电极层位于所述热敏层临近所述衬底的一侧，所述热敏层与所述第二电极层接触设置；或者，所述第二电极层位于所述热敏层远离所述衬底的一侧，所述热敏层与所述第二电极层之间设置有介质层。

可选地，所述第二结构层还包括第二支撑层和第二钝化层，所述第二电极层和所述热敏层位于所述第二支撑层和所述第二钝化层之间，所述第二支撑层位于所述第二钝化层临近所述衬底的一侧；