[发明专利]与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法，与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构包括衬底、电路处理模块、微桥结构和悬垂电极组；悬垂电极组包括间隔设置的第一悬垂电极和第三悬垂电极，第一悬垂电极和第三悬垂电极均沿第一方向延伸，第一方向与微桥结构垂直，第三悬垂电极包括沟道层、源电极和漏电极，源电极和漏电极位于沟道层沿第一方向的相对两侧，第一悬垂电极作为第一栅电极，与沟道层相对设置。本发明在芯片内形成空气隙晶体管，提升对红外光强度感应的灵敏度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法。

背景技术

红外探测器是一种热探测器，其原理是利用微结构吸收外界物体辐射的红外线，并产生电阻、电压等信号的变化，再利用读出电路将信号放大处理，得到对外界物体辐射红外信号强弱的探测。

相关技术中，红外敏感结构吸收红外光产生热应力导致变形，使两极板之间的电容发生变化，利用标准CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）电路的谐振电路来检知电阻电容的变化信号，从而生成可见光和所需长波波段的混合成像，实现红外探测。

但是，上述技术方案对红外光强度感应的灵敏度不高。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法，在芯片内形成空气隙晶体管，提升对红外光强度感应的灵敏度。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，包括衬底、电路处理模块、微桥结构和悬垂电极组；所述衬底上设置有所述电路处理模块；所述微桥结构通过支撑件与所述衬底间隔设置，所述微桥结构包括红外吸收层和金属电极层；所述悬垂电极组布置于所述衬底与所述微桥结构之间，且所述悬垂电极组与所述衬底间隔设置；所述悬垂电极组包括间隔设置第一悬垂电极和第三悬垂电极，所述第一悬垂电极和所述第三悬垂电极均沿第一方向延伸，所述第一方向与所述微桥结构垂直，所述第三悬垂电极包括沟道层、源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于所述沟道层沿第一方向的相对两侧，所述第一悬垂电极作为第一栅电极，并与所述沟道层相对设置；所述金属电极层包括第一金属电极、第三金属电极、源金属电极和漏金属电极，所述第一金属电极经由第一形变梁与所述第一悬垂电极电连接，且所述第一金属电极与所述电路处理模块的第一设定连接端电连接，所述第三金属电极经由第三形变梁与所述第三悬垂电极电连接，且所述第三金属电极与所述电路处理模块的第三设定连接端电连接，所述源金属电极经由第三形变梁与所述源电极电连接，且所述源金属电极与所述电路处理模块的源设定连接端电连接，所述漏金属电极经由第三形变梁与所述漏电极电连接，且所述漏金属电极与所述电路处理模块的漏设定连接端电连接；所述第一形变梁和所述第三形变梁受热均发生形变，且所述第一形变梁和所述第三形变梁受热发生形变的方向不同；所述悬垂电极组设置有多组，多组所述悬垂电极组沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向垂直。

作为本发明第一方面的进一步方案，所述第一形变梁包括第一受热介质块和第一耐热介质块；所述第一金属电极设置有露出所述微桥结构的第一连接头，所述第一受热介质块电连接于所述第一连接头与所述第一悬垂电极之间；所述第一耐热介质块设置于所述第一受热介质块的一侧，所述第一耐热介质块与同侧的所述微桥结构、所述第一受热介质块和所述第一悬垂电极分别连接；所述第一受热介质块和所述第一耐热介质块的热膨胀系数不同。

作为本发明第一方面的进一步方案，多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一形变梁和所述第三形变梁受热发生形变的方向互相靠近；多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一悬垂电极和所述第三悬垂电极之间的间距互不相同；所述电路处理模块设置有二进制转换电路模块。