一種具有重疊垂直橋腿的非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光控制器技術(shù)領(lǐng)域，特別是指提供一種具有重疊垂直橋腿的非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)普朗克黑體輻射定律，任何物體在絕度零度以上都會(huì)向外界發(fā)射紅外電磁熱輻射，這種輻射的光波范圍約是0.8?ΙΟΟΟμπι，并不能為人眼所直接看見(jiàn)。在常溫下(300K)，黑體輻射的發(fā)射譜中心波長(zhǎng)正好在ΙΟμπι波段附近，人體以及環(huán)境中溫度相近的其它物體所發(fā)射的紅外熱輻射，38%的能量集中在波長(zhǎng)8?14μπι范圍內(nèi)，因此，該波段更適合強(qiáng)烈陽(yáng)光、漆黑夜晚或者惡劣天氣下的探測(cè)需要。
[0003]能夠探測(cè)紅外光波的紅外輻射探測(cè)器，按探測(cè)原理分為光子型和熱敏電阻型探測(cè)器。光子型需要工作在液氮(約77Κ)制冷的環(huán)境中，而熱敏電阻型探測(cè)器通常工作在常溫下，是種“非制冷式”探測(cè)器，多個(gè)該種探測(cè)器單元以二維陣列的形式排列在芯片襯底上，并將芯片置于紅外輻射成像系統(tǒng)聚焦透鏡的焦平面上時(shí)，則構(gòu)成了非制冷式紅外焦平面陣列探測(cè)器(IRFPA)。
[0004]這種非制冷式紅外探測(cè)器(IRFPA)通常包括:
[0005]—一用于吸收紅外輻射并將其轉(zhuǎn)化為熱的裝置；
[0006]一一該探測(cè)器對(duì)于襯底熱絕緣，以便探測(cè)器在紅外熱輻射的作用下可以實(shí)現(xiàn)溫升的裝置；
[0007]一一熱敏感裝置，是在紅外輻射的加熱作用下，電阻或者電阻率隨溫度變化的電阻部件；
[0008]——以及讀取熱敏感電阻變化的電路裝置。
[0009]對(duì)于非制冷式紅外焦平面陣列探測(cè)器，探測(cè)器反映外界目標(biāo)溫度信息的探測(cè)機(jī)理是:目標(biāo)發(fā)出含有自身溫度信息的紅外光波熱輻射，被探測(cè)器的紅外吸收層吸收，由于橋腿層的熱絕緣作用，熱量就在橋面層上累積從而加熱其中的熱敏感層，并導(dǎo)致其溫度上升，進(jìn)而引起熱敏感層的電阻值(或者電阻率)發(fā)生變化，這種變化對(duì)應(yīng)紅外輻射量的信息，經(jīng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后，就利用襯底上的集成電路依次順序讀出。上述過(guò)程可簡(jiǎn)單總結(jié)為“吸收紅外輻射-熱敏感層溫度變化-電阻值變化-電路讀出”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有重疊垂直橋腿的非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器。
[0011]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明應(yīng)用的技術(shù)方案是:提供了一種具有重疊垂直橋腿的非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器，其包括橋?qū)雍蛯?duì)應(yīng)橋?qū)酉路皆O(shè)置的襯底以及設(shè)在讀出電路上的錨柱，襯底為矩形，其兩斜對(duì)角具有縮進(jìn)部，在縮進(jìn)部設(shè)有讀出電路，橋?qū)泳哂袠蛎婕捌鋬尚睂?duì)角向外側(cè)延伸且向下重疊彎折垂直的橋腿，在橋面的另兩斜對(duì)角，相對(duì)于縮進(jìn)部設(shè)有凹進(jìn)部，凹進(jìn)部與縮進(jìn)部呈上下對(duì)應(yīng)，使得橋腿抵接襯底時(shí)向錨柱延伸且與錨柱接接，橋?qū)釉谄湫睂?duì)應(yīng)的兩橋腿支撐下，使得橋面與襯底形成有真空間隙層。
[0012]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選:橋腿包括根部、上下平行部及彎折部，上平行部垂直于根部，彎折部為重疊彎折垂直且連接上、下平行部，下平行部抵接于襯底表面，其自由端與錨柱連接。
[00?3 ]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選:真空間隙層高度為1.6um?2.5um真空間隙層。
[0014]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選:上平行部、彎折部及下平行部的間隙分別為0.2um?1.2um，上平行部上表面高度與橋面相同，下平行部下表面抵接襯底表面。
[0015]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選:橋面及橋腿均包括吸收層及熱敏感電阻層，其中橋腿還包括支撐層和金屬導(dǎo)電層。
[0016]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選:橋面為吸收層與熱敏感電阻層疊覆構(gòu)成，或?yàn)槲諏?、熱敏感電阻層和吸收?橋腿為支撐層與金屬導(dǎo)電層疊覆構(gòu)成，或?yàn)橹螌印⒔饘賹?dǎo)電層和支撐層疊覆構(gòu)成。
[0017]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選:熱敏感電阻層采用氫化非晶硅(a_S1:H)、非晶鍺硅(a-SiGe)或氧化釩(VOx)材料，吸收層采用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅材料，支撐層采用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅材料，金屬導(dǎo)電層采用鈦、氮化鈦或鎳鉻合金材料。
[0018]在本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選:襯底為讀出集成電路襯底，其表面設(shè)置有紅外輻射反射層。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益的效果:
[0020]1.通過(guò)將探測(cè)器的橋面和橋腿分置于不同垂直平面上構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，可以有效地提高橋?qū)拥挠行彰娣e(及增加填充率)，具有很高的空間利用率，并且橋面與襯底構(gòu)成的空腔內(nèi)無(wú)任何物質(zhì)，可更多的紅外輻射能量直接到達(dá)探測(cè)器單元，使探測(cè)更靈敏。
[0021 ] 2.通過(guò)將探測(cè)器的橋面和橋腿面分置于不同垂直平面上，重疊垂直結(jié)構(gòu)的橋腿長(zhǎng)度可以大大增加，能夠有效地提高探測(cè)器的絕熱能力，降低其熱量損失，提高了整體探測(cè)性會(huì)泛。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0024]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0025]請(qǐng)參閱圖1，呈現(xiàn)本發(fā)明提供一種具有重疊垂直橋腿的非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器的立體示意圖，在圖中，具有重疊垂直橋腿的非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器，包括橋?qū)?0和對(duì)應(yīng)橋?qū)?0下方設(shè)置的襯底20以及設(shè)在讀出電路30上的錨柱40，其中:襯底20基于矩形，其兩斜對(duì)角具有縮進(jìn)部21，在縮進(jìn)部21設(shè)有讀出電路30，橋?qū)?0具有橋面11及其兩斜對(duì)角向外側(cè)延伸且向下重疊彎折垂直的橋腿12，在橋面11的另兩斜對(duì)角相對(duì)于縮進(jìn)部21設(shè)有凹進(jìn)部111，凹進(jìn)部11與縮進(jìn)部呈上下對(duì)應(yīng)，橋腿12抵接襯底20并延伸至錨柱40且與錨柱40連接，其中橋腿12包括根部121、上、下平行部122、123及彎折部124，上平行部122垂直于根部121，彎折部124連接上、下平行部122、123，下平行部123在襯底20表面延伸，其自由端與錨柱40連接。藉此，使之非制冷紅外焦平面陣列探測(cè)器在斜對(duì)應(yīng)的兩橋腿12的支撐下，讓橋?qū)?0相對(duì)于襯底20呈懸空狀。
[0026]在本實(shí)施例中，組裝時(shí)，橋面11與襯底20表面之間的高度為1.6um?2.5um真空間隙層，這對(duì)紅外波長(zhǎng)λ = 8?14μπι長(zhǎng)波段具有λ/4選擇吸收的能力;橋腿12的上平行部122、彎折部124及下平行部123的間隙分別為0.2um?1.2u