[发明专利]一种MEMS热电堆红外探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：包括：

衬底（10），设有隔热腔体（11）；

支撑层（20），形成于衬底（10）的上表面；

热电堆单元，形成于支撑层（20）上，且局部位于隔热腔体（11）的上方，从下至上依次包括第一热偶层（30）、第一绝缘层（40）和第二热偶层（50），且第一热偶层（30）、第二热偶层（50）通过第一绝缘层（40）中的第一接触孔（41）连接，以形成热电堆；

第二绝缘层（60），覆盖第二热偶层（50）；

电磁屏蔽层（70），形成于第二绝缘层（60）的上表面；

红外吸收层（80），覆盖于电磁屏蔽层（70）远离第二绝缘层（60）的上表面；

第二接触孔（81），对红外吸收层（80）和第二绝缘层（60）局部刻蚀形成多个第二接触孔（81），不同第二接触孔（81）分别暴露部分第二热偶层（50）及电磁屏蔽层（70）；

所述电磁屏蔽层（70）通过第二接触孔（81）接地。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述第一热偶层（30）的材料为P型多晶硅、N型多晶硅、金属的一种，所述第二热偶层（50）的材料为P型多晶硅、N型多晶硅、金属的一种，所述第一热偶层（30）与所述第二热偶层（50）的材料不同。

3.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述隔热腔体（11）由衬底（10）的上表面向内凹入或从下表面向内贯穿衬底（10）形成。

4.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述衬底（10）为半导体衬底，所述半导体衬底为硅衬底、锗衬底、SOI衬底、GeOI衬底中的一种；所述支撑层（20）、所述第一绝缘层（40）和所述第二绝缘层（60）的材料为氧化硅、氮化硅中的一种或两种组合；所述电磁屏蔽层（70）的材料为钛、铝、氮化钛、碳化钛、碳氮化钛中的一种；所述红外吸收层（80）的材料为氮化硅或氮化硅与氧化硅的组合。

5.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述第一接触孔（41）或所述第二接触孔（81）的形状为圆形、矩形及十字花形中的一种。

6.根据权利要求1至5中任一所述的一种MEMS热电堆红外探测器的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、提供一衬底（10），于衬底（10）上形成支撑层（20）；

S2、于支撑层（20）上形成第一热偶层（30）；

S3、形成第一绝缘层（40），第一绝缘层（40）至少覆盖第一热偶层（30），且局部刻蚀出第一接触孔（41）；

S4、于第一绝缘层（40）上形成第二热偶层（50），部分第二热偶层（50）通过第一接触孔（41）与第一热偶层（30）连接，以形成热电堆，所述热电堆局部位于隔热腔体（11）的上方；

S5、形成第二绝缘层（60），至少覆盖第二热偶层（50）；

S6、于第二绝缘层（60）上形成电磁屏蔽层（70）；

S7、形成红外吸收层（80），红外吸收层（80）至少覆盖电磁屏蔽层（70），并对红外吸收层（80）及第二绝缘层（60）进行局部刻蚀形成第二接触孔（81），第二接触孔（81）用以暴露部分第二热偶层（50）及部分电磁屏蔽层（70）；

S8、于衬底（10）上方材料中形成通孔，并通过通孔对衬底（10）进行释放以形成隔热腔体（11），或于衬底（10）的下表面形成腐蚀窗口，并通过腐蚀窗口对衬底（10）进行释放，形成隔热腔体，隔热腔体贯穿衬底且停止于第一绝缘层的下表面。

7.根据权利要求6所述的一种MEMS热电堆红外探测器的制作方法，其特征在于：第一热偶层（30）的材料为P型多晶硅、N型多晶硅、金属中的一种，其中，P型多晶硅或N型多晶硅通过低压力化学气相沉积、离子注入、退火、刻蚀等工艺的组合形成；金属通过剥离工艺形成，或通过先溅射或蒸镀后刻蚀的方法形成；第二热偶层（50）的材料为P型多晶硅、N型多晶硅、金属中的一种，所述第一热偶层（30）与所述第二热偶层（50）的材料不同。