[发明专利]基于半导体集成电路CMOS工艺的混合成像探测器芯片

权利要求书

1.一种基于半导体集成电路CMOS工艺的混合成像探测器芯片，其特征在于，包括：衬底、位于所述衬底底部的可见光感应区域、位于所述可见光感光区域两侧的CMOS读取电路、位于所述衬底顶部的悬空的上微桥结构和下微桥结构、上电连接支撑结构、上蛇形梁结构、位于所述上蛇形梁结构与所述上电连接支撑结构的接触位置的压变电阻、以及所述下微桥结构与所述衬底之间形成的空气隙晶体管；

在所述衬底的顶部形成有所述空气隙晶体管的沟道，在所述沟道两侧设有源极和漏极，所述下微桥结构与所述衬底之间的空气作为栅极介质层，以在所述下微桥结构和所述衬底之间形成所述空气隙晶体管；

其中，所述可见光感应区域内设有二极管；当下微桥结构吸收红外光发生位置的上下偏移而引起所述空气隙晶体管的空气隙高度发生变化时，使得空气隙晶体管的源漏电流发生变化。

2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述二极管为设有硅基PN结二极管或者金属与硅衬底构成的接触二极管。

3.根据权利要求2所述的芯片，其特征在于，在所述衬底的顶部形成有空气隙晶体管的沟道，且所述下微桥结构上的电极材料为钨。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的芯片，其特征在于，所述芯片还包括：上形变结构；

其中，所述上微桥结构包括上电极结构，所述上电极结构包括上平板电极和上叉指电极；所述下微桥结构包括下电极结构，所述下电极结构包括下平板电极和下叉指电极；所述上平板电极和所述下平板电极构成平板电容；所述上叉指电极和所述下叉指电极构成叉指电容；

所述上电极结构通过上蛇形梁结构与所述上电连接支撑结构相连接，所述上电连接支撑结构位于衬底上；在所述衬底内设有金属通孔，所述金属通孔连接CMOS读取电路，所述金属通孔还与所述上电连接支撑结构内的电极层连接；

在所述上蛇形梁结构和所述上电极结构的连接部设有所述上形变结构，所述上形变结构用于在接收到光信号时发生形变，以带动所述上电极结构相对所述下电极结构上下平行移动，以使所述叉指电容的电容量呈线性变化，以使所述平板电容的电容量呈反比例函数变化。

5.根据权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述上形变结构包括多层薄膜结构；其中，位于顶层的薄膜的形变系数与位于底层的薄膜的形变系数不同。

6.根据权利要求5所述的芯片，其特征在于，在接收到光信号时，位于顶层的薄膜的形变量小于位于底层的薄膜的形变量。

7.根据权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述芯片还包括：下蛇形梁结构以及下形变结构；

所述下电极结构通过下蛇形梁结构与所述上电连接支撑结构相连接，在所述下蛇形梁结构和所述下电极结构的连接部设有下形变结构，所述下形变结构用于在接收到光信号时发生形变，以带动所述下电极结构相对所述上电极结构上下平行移动，以使所述叉指电容的电容量呈线性变化，以使所述平板电容的电容量呈反比例函数变化；

或者

所述芯片还包括：下蛇形梁结构、下形变结构以及下电连接支撑结构；

所述下电极结构通过下蛇形梁结构与所述下电连接支撑结构相连接，在所述下蛇形梁结构和所述下电极结构的连接部设有下形变结构，所述下形变结构用于在接收到光信号时发生形变，以带动所述下电极结构相对所述上电极结构上下平行移动，以使所述叉指电容的电容量呈线性变化，以使所述平板电容的电容量呈反比例函数变化。

8.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，所述上蛇形梁结构的蛇形延伸平面与所述上平板电极的平面垂直；所述下蛇形梁结构的蛇形延伸平面与所述下平板电极的平面垂直。

9.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，所述下形变结构包括多层薄膜结构；

在接收到光信号时，位于顶层的薄膜的形变量大于位于底层的薄膜的形变量。