【摘要】 本发明涉及一种基于黒硅的高性能MEMS热电红外探测器及其制备方法，其包括衬底；衬底上设有释放阻挡带，释放阻挡带内具有热隔离腔体，热隔离腔体的正上方设有黒硅红外吸收区，黒硅红外吸收区的外侧设有热电堆，黒硅红外吸收区外侧的热电堆相互串接后电连接成一体，相互串接的热电堆上设有用于将探测结果输出的金属电极；热电堆的探测冷端通过第一热导通电隔离结构与衬底相连，热传导体位于热隔离腔体的外侧；热电堆的探测热端通过第二热导通电隔离结构与黒硅红外吸收区相接触。本发明结构简单易于实现，便于单片集成，响应率及探测率高，与CMOS工艺兼容，适用范围广，安全可靠。 【专利类型】发明授权 【申请人】江苏物联网研究发展中心 【申请人类型】科研单位 【申请人地址】214135 江苏省无锡市新区菱湖大道200号中国传感网国际创新园C座4楼 【申请人地区】中国 【申请人城市】无锡市 【申请人区县】滨湖区 【申请号】CN201210303746.0 【申请日】2012-08-23 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102829880B 【公开公告日】2014-04-16 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102829880B 【授权公告日】2014-04-16 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G01J5/12; B81C1/00 【发明人】毛海央; 陈媛婧; 欧文; 明安杰 【主权项内容】一种基于黒硅的高性能MEMS热电堆红外探测器的制备方法，其特征是：所述MEMS热电堆红外探测器的制备方法包括如下步骤：(a)、提供衬底(101)，并在所述衬底(101)的表面上设置衬底保护层(102)；(b)、选择性地掩蔽和刻蚀上述衬底保护层(102)，以在衬底(101)上方形成衬底接触窗口(202)，所述衬底接触窗口(202)贯通衬底保护层(102)；(c)、在上述衬底接触窗口(202)上方淀积热传导体(303)，并在所述热传导体(303)上淀积热传导体掩膜层(304)，所述热传导体(303)覆盖于衬底保护层(102)上并填充在衬底接触窗口(202)内；(d)、选择性地掩蔽和刻蚀上述热传导体掩膜层(304)，以在热传导体掩膜层(304)上形成热传导体刻蚀窗口(404)，所述热传导体刻蚀窗口(404)贯通热传导体掩膜层(304)，并在衬底接触窗口(202)的内侧；利用热传导体刻蚀窗口(404)刻蚀热传导体(303)直至衬底保护层(102)，得到热传导体通孔(403)；(e)、在上述热传导体掩膜层(304)上淀积支撑层(505)，所述支撑层(505)填充于热传导体通孔(403)及热传导体刻蚀窗口(404)内，并覆盖于热传导体掩膜层(304)上，以在衬底(101)上方形成释放阻挡带结构(503)及介质支撑膜(504)；(f)、选择性地掩蔽和刻蚀支撑层(505)，以在支撑层(505)内形成热导通电隔离开口(605)，所述热导通电隔离开口(605)贯通支撑层(505)并位于释放阻挡带结构(503)的外侧；在上述支撑层(505)上方淀积热导通电隔离体层(606)，所述热导通电隔离体层(606)填充于热导通隔离开口(605)内，并覆盖于支撑层(505)上；(g)、选择性地掩蔽和刻蚀上述热导通电隔离体层(606)，以在上述支撑层(505)上形成第一热导通电隔离块(705)及第二热导通电隔离块(706)，所述第一热导通电隔离块(705)位于支撑层(505)内，第二热导通电隔离块(706)位于支撑层(505)上；(h)、在上述第一热导通电隔离块(705)及与所述第一热导通电隔离块(705)邻近的第二热导通电隔离块(706)间设置热偶条(811)，所述热偶条(811)包括N型热偶条(6)及P型热偶条(5)，热偶条(811)的探测冷端与第一热导通电隔离块(705)相接触，热偶条(811)的探测热端与第二热导通电隔离块(706)相接触；(i)、在上述热偶条(811)上方设置热偶条保护层(908)，所述热偶条保护层(908)覆盖的区域包括热偶条(811)及第一热导通电隔离块(705)；同时在相邻的第二热导通电隔离块(706)之间淀积黒硅材料体(909)，所述黒硅材料体(909)与第二热导通电隔离块(706)相接触；(j)、选择性地掩蔽和刻蚀上述热偶条保护层(908)，以在衬底(101)上方形成用于连接热偶条(811)所需的电连接通孔(1008)；(k)、在上述已制作电连接通孔(1008)的衬底(101)上溅射金属层，所述金属层填充在上述电连接通孔(1008)内，选择性地掩蔽和刻蚀上述金属层，使得在形成热电堆的探测热端，热电偶内的N型热偶条(6)与P型热偶条(5)通过第一连接线(1109)电连接；在形成热电堆的探测冷端，P型热偶条(5)通过第二连接线(1111)与相邻热电偶内的N型热偶条(6)电连接，且在第一热导通电隔离结构(705)的外侧形成第一电连接体(1110)；(l)、在上述衬底(101)的表面上淀积钝化层(1211)，所述钝化层(1211)覆盖的区域包括黒硅材料体(909)、第一连接线(1109)、第二连接线(1111)及第一电连接体(1110)；(m)、选择性地掩蔽和刻蚀上述钝化层(1211)，以在黒硅材料体(909)上的钝化层(1211)上形成黒硅刻蚀窗口(1311)，利用黒硅刻蚀窗口(1311)对黒硅材料体(909)进行刻蚀，直至刻蚀到黒硅刻蚀窗口(1311)正下方的热传导体(303)，以形成释放孔(1309)；(n)、利用释放阻挡带结构(503)释放黒硅材料体(909)正下方的热传导体(303)，以得到热隔离腔体(1403)；(o)、利用钝化层(1211)作为黒硅材料体(909)表面粗糙结构的侧墙材料层，对黒硅材料体(909)采用一次RIE，以形成基于黒硅结构(1509)的黒硅红外吸收区(1)，同时形成第二电连接体(1510)。 【当前权利人】北京中科微投资管理有限责任公司 【统一社会信用代码】1232020046637256X7 【家族引证次数】10.0 【家族被引证次数】63

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