[发明专利]微细加工热辐射红外传感器

权利要求书

1.一种微细加工的热辐射红外传感器，其特征是该传感器包括：

一块硅片；

一层多孔硅薄膜，处于所说硅片之内；

至少一条多孔硅梁，一端托起所说多孔硅膜，另一端与所说硅片相连，其表面与所说多孔硅膜和所说硅片表面处于同一平面；

一个挖空的隔层，处于所说多孔硅膜和多孔硅梁的下方，将多孔硅膜和多孔硅梁与所说硅片分开；

第一层绝缘介质膜，覆盖所说多孔硅膜和多孔硅梁；

一个热敏元，处于所说绝缘介质膜表面；

第二层绝缘介质膜，覆盖所说热敏元；

一层热幅射红外吸收膜，覆盖所说第一层介质膜和所说热敏元。

2.权利要求1所述的一种微细加工的热辐射红外传感器，其特征是所说多孔硅为微孔间硅丝尺寸分布在10至50之间的多孔硅。

3.权利要求1所述的一种微细加工的热辐射红外传感器，其特征是所说多孔硅为热氧化后微孔间硅丝尺寸分布在10至50之间的多孔硅。

4.权利要求1所述的一种微细加工的热辐射红外传感器，其特征是所说多孔硅为热氮化后微孔间硅丝尺寸分布在10至50之间的多孔硅。

5.权利要求1所述的一种微细加工的热辐射红外传感器，其特征是所说多孔硅为孔隙率分布在50％至80％之间的多孔硅。

6.权利要求1所述的一种微细加工的热辐射红外传感器，其特征是所说多孔硅为微孔内壁表面具有极薄热氧化硅膜的多孔硅。

7.权利要求1所述的一种微细加工的热辐射红外传感器，其特征是所说多孔为微孔内壁表面具有极薄热氮化硅膜的多孔硅。

8.权利要求1所述的热敏元为热敏电阻器。

9.权利要求1所述的热敏元为热电(Pyroelectric)探测器。

10.一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是制造步骤包括：

准备一块硅片，上面已形成CMOS电路，并预留制造所说传感器的区域，包括P-型阱区或轻掺杂的P-型硅区和金属电连接引线；

进行光刻腐蚀，暴露出所说P-型阱区中部大部分区域；

低温沉积第一层耐HF溶液腐蚀的薄膜；

进行光刻腐蚀，形成第一层阳极氧化掩蔽膜；

在HF溶液中进行第一次阳极氧化，将所说P-型阱区的上部区域转变成多孔硅层；

进行低温热处理，在所说多孔硅的微孔内壁表面形成极薄的保护膜；

进行低温沉积，在所说多孔硅膜的表面形成二氧化硅膜；

在所说二氧化硅膜表面形成热敏元，使热敏元的两引出端分别与所说的电路引线相连；

在所说热敏元的表面形成二氧化硅膜；

在所说多孔硅膜的顶部形成热幅射红外吸收膜；

低温沉积第二层耐HF溶液腐蚀的薄膜；

在所说P-型阱区的边缘部分形成阳极氧化槽，槽深穿过所说耐HF溶液腐蚀的薄膜和部分P-型阱区；

在HF溶液中进行第二次阳极氧化，将所说P-型阱区的下部区域转变成多孔硅层；

选择腐蚀残留的所说耐HF溶液腐蚀的薄膜；

用稀释的碱溶液，选择腐蚀所说P-型阱区下部区域的多孔硅层。

11.权利要求10所述的一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是所说的P-型阱区，其平均电阻率分布在0.1Ω-cm至20Ω-cm之间。

12.权利要求10所述的一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是所说的低温热处理是在350℃至450℃之间进行热氧化。

13.权利要求10所述的一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是所说的低温热处理是在350℃至450℃之间进行热氮化。

14.权利要求10所述的一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是所说的热敏元为热敏电阻器。

15.权利要求10所述的一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是所说的热敏元为热电探测器。

16.权利要求10所述的一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是所说的阳极氧化保护膜为Au/Cr复合膜，其中Cr用作增强Au与所说硅片表面粘结的粘附层。

17.权利要求10所述的一种制造微细加工的热辐射红外传感器的方法，其特征是所说的阳极氧化保护膜为等离子增强化学气相沉积(PECVD)形成的无定形碳化硅(a-SiC)膜。