專利名稱：非制冷紅外焦平面陣列及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于紅外和熱傳感技術領域，涉及一種非制冷紅外焦平面陣列及其制備方 法與應用。
背景技術：
紅外探測器將紅外光輻射轉變成直接測量的電學量或者其他易測的輸出形式，從 而達到紅外探測的目的。紅外探測器在軍事，環(huán)境檢測，醫(yī)學診斷和微電子裝置的熱探測方 面都有廣泛的應用。紅外探測器根據(jù)工作原理可以分為熱探測器和光子型探測器，由于光 子型探測器大部分都需要昂貴而且笨重的制冷設備，所以人們逐漸把眼光投向非制冷的熱 紅外探測器。在非制冷熱紅外探測器方面，比較成熟的技術有測微輻射熱探測器，熱釋電 探測器，熱電堆探測器和微懸臂梁探測器。近幾年由于微電子工藝的發(fā)展，基于微機械加工 技術的微懸臂梁式非制冷紅外探測器得到了廣泛的重視。其工作原理是采用兩種材料制備 微懸臂梁，懸臂梁上的紅外吸收面吸收紅外輻射并將其轉換成熱能，熱能傳導至雙材料支 腿致使懸臂梁結構形變，通過測量懸臂梁形變量實現(xiàn)紅外探測。MEMS非制冷紅外探測器利 用雙材料微懸臂梁的熱力學效應工作，工作過程中吸收的紅外能量轉化為熱能，然后再轉 化為機械能?；陔p材料效應的MEMS非制冷紅外探測器不需要制冷設備，體積小，與熱釋電、 測輻射熱計等非制冷探測器相比，具有噪聲等效溫差小，容易實現(xiàn)單片集成，制備工藝簡 單，成本低等優(yōu)點。MEMS非制冷紅外探測器根據(jù)讀出方式可以分為兩類光學讀出和電學 信號讀出。光學讀出微懸臂梁式MEMS非制冷紅外探測器的結構相對簡單，焦平面陣列的制 備工藝簡單。但是其光學讀出系統(tǒng)體積龐大，系統(tǒng)的防震性差，整機集成難度大。電信號讀 出的MEMS微懸臂梁式紅外探測器的制備工藝較復雜，但是其可以實現(xiàn)與信號處理電路的 單片集成，而且可以方便的嵌入到現(xiàn)有的成像系統(tǒng)中，整機集成比較容易。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種非制冷紅外焦平面陣列及其制備方法與應用。本發(fā)明提供的非制冷紅外焦平面陣列，由微懸臂梁像元陣列、支撐所述微懸臂梁 像元陣列的襯底和位于所述襯底上的電路組成；其中，所述微懸臂梁像元陣列由紅外吸收面、懸臂梁支腿、MOSFET器件、輸出引線 和支撐錨點組成；所述懸臂梁支腿由雙材料支腿和熱隔離支腿組成；所述雙材料支腿由位于上方的 熱膨脹層1和位于下方的熱膨脹層2組成；所述紅外吸收面的一端與所述雙材料支腿熱膨 脹層2的一端相連，所述雙材料支腿熱膨脹層2的另一端與所述熱隔離支腿的一端相連，所 述熱隔離支腿的另一端與所述支撐錨點相連；所述MOSFET器件位于所述雙材料支腿熱膨 脹層2下面，或者，所述MOSFET器件的源區(qū)和漏區(qū)制備在所述襯底處，柵區(qū)附著在所述雙材 料支腿熱膨脹層2下面，溝道區(qū)位于所述柵區(qū)下面的源區(qū)和漏區(qū)之間的區(qū)域；所述輸出引線的一端與所述MOSFET器件相連，另一端與所述襯底上的電路相連。該器件中，MOSFET器件設置在雙材料支腿上時，在雙材料支腿發(fā)生形變時，整個器 件發(fā)生形變，從而導致器件的溝道電流改變；而當MOSFET器件的源漏區(qū)設置在襯底上，而 柵電極的一部分設置在雙材料支腿上時，在雙材料支腿發(fā)生形變時，引起器件的柵電極電 阻發(fā)生改變，導致器件的溝道電流改變。所述構成紅外吸收面的材料為吸收紅外輻射的材料，由高紅外光吸收效率的單層 薄膜材料或復合薄膜材料組成，優(yōu)選氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜、碳化硅薄膜或金屬與半導 體介質材料構成的復合薄膜，如采用吸收紅外輻射的黑金屬、薄金屬層、碳納米管等與半導 體介質材料組成的復合薄膜；所述紅外吸收面的面積為100 μ m2到1mm2，需保證盡可能高的 紅外吸收效率和盡可能小的像元尺寸。雙材料支腿直接連接紅外吸收面，紅外吸收面吸收的熱量傳輸?shù)诫p材料支腿。雙 材料支腿由熱膨脹系數(shù)相差較大的上下兩層不同的材料組成，其中一層采用熱膨脹系數(shù)較 小的半導體介質材料制備，為熱膨脹層2，通常與紅外吸收面的主結構材料相同。如SiN、 氧化硅(SiO2)、SiC等。另外一層材料必須有較高的熱導率和熱膨脹系數(shù)，以利于吸收面的 熱量傳導到雙材料支腿，同時保證相對第一層材料有盡可能大的熱膨脹系數(shù)差，為熱膨脹 層2，該層材料可以是金屬、高熱膨脹系數(shù)的聚合物等。由于雙材料效應，雙材料支腿吸收 熱量發(fā)生形變，同時使設置在雙材料支腿上的MOSFET器件或器件的柵極發(fā)生形變。通過 讀出MOSFET器件的漏電流，可以檢測出雙材料支腿的形變量。構成熱膨脹層1的材料為 熱膨脹系數(shù)大于IXlO-5K-1的材料，優(yōu)選鋁或金；構成熱膨脹層2的材料為熱膨脹系數(shù)小于 1 X KT5IT1的材料；熱隔離支腿連接雙材料支腿至錨點，用于減少熱量傳導到襯底而產生熱量流失， 所以所述構成熱隔離支腿的材料為熱導率小于50W/(m ·Κ)的材料，通常與紅外吸收面的主 結構材料相同。如SiN、氧化硅(SiO2)、SiC等。雙材料支腿和熱隔離支腿共同組成懸臂梁 支腿結構。所述懸臂梁支腿為直線式、折線式、雙折線式或多折線式，所述懸臂梁支腿的使 用個數(shù)為一或大于等于二的偶數(shù)，所述懸臂梁支腿的個數(shù)大于一時，所述懸臂梁支腿位于 所述紅外吸收面的對稱位置處；所述懸臂梁支腿的長度為10 μ m-lmm,寬度為2 μ m-30 μ m。MOSFET器件為NMOS或PMOS器件，由源、漏、柵極和溝道區(qū)組成，MOSFET的源區(qū) 和漏區(qū)為擴散區(qū)，一般采用離子注入的方法形成。構成源區(qū)和漏區(qū)的材料相同，均為同種 雜質離子摻雜的硅材料，所述雜質離子的注入計量為IX IO1Vcm2-I X 1018/cm2 ；所述雜質 離子為磷離子或硼離子。柵極一般采用多晶硅制備，柵與擴散區(qū)交疊形成MOSFET結構。 構成柵區(qū)的材料為摻雜多晶硅，優(yōu)選磷摻雜的多晶硅，更優(yōu)選磷離子注入劑量為IXlO14/ Cm2-IXlO1Vcm2的多晶硅。其基本工作原理是利用柵極電荷調制溝道區(qū)電荷的運動， 該溝道區(qū)位于柵極下面的源區(qū)和漏區(qū)之間的區(qū)域，溝道區(qū)的離子注入劑量為IXlO11/ Cm2-IXlO13Am2。對于整個MOSFET器件在支腿的結構，源、漏和柵區(qū)的電信號由附著在支腿 上面或下面的導電材料引導至襯底上面；對于MOSFET柵電極在支腿上的結構，僅需把柵電 極通過導電材料引出至襯底，與位于襯底上的差分放大器等外圍處理電路相連接，該導電 材料可以是金屬、硅化物等。位于襯底上的電路對MOSFET器件進行驅動、信號放大和采樣。焦平面陣列由規(guī)則 的像元行列組成，每個像元可通過行尋址寄存器和列尋址寄存器對陣列式MOSFET器件信號逐一進行串行處理。如果陣列規(guī)模較大，可以設置多個差分放大器，對器件信號進行并行 處理。信號處理采用下述方法首先輸入一個柵極和源極間的柵源電壓；當像元接收紅外 照射，MOSFET發(fā)生形變時，輸入一個漏極與源極之間的漏源電壓，使MOSFET工作在飽和狀 態(tài)，此時漏極讀出的漏電流即可以反映MOSFET的形變情況。通過一個差分放大器對漏電流 和基準電流進行比較后輸出模擬電壓，這里基準電流是一個始終不接收紅外輻照的暗像元 的漏電流。該電壓的大小與MOSFET形變成正比，從而可以反應出像元的紅外吸收情況。將 該電壓信號輸入到CXD或CMOS傳感器上即完成了紅外圖像的讀取全部過程。本發(fā)明提出的MOSFET讀出式微懸臂梁結構除可以應用于制備紅外焦平面陣列 外，還可以利用一個或多個串聯(lián)、并聯(lián)像元結構形成熱傳感器，進行常規(guī)的熱探測。本發(fā)明提供了一種MOSFET讀出式的微懸臂梁紅外焦平面陣列的制備方法，該方 法采用SOI硅片作為加工基片，硅片的器件層作為有源區(qū)制備MOSFET器件，在MOSFET器件 基本制備完成后制備微懸臂梁，最后利用SOI硅片的埋氧層作為犧牲層制備得到MOSFET讀 出式微懸臂梁陣列。對于芯片中需要用到的外圍讀出電路，用標準的CMOS工藝完成，由于 本設計的MEMS工藝步驟與CMOS工藝完全兼容，所以設計中，外圍電路中用到的MOSFET器 件，與懸臂梁上用到的MOSFET器件在相同的工藝步驟中進行制備。具體包括如下制備步 驟1)在硅片器件層表面氧化形成氧化層，低壓化學氣相沉積法淀積一層SiNx，進行 第一次光刻，干法刻蝕去除部分SiNx，形成有SiNx保護的Si器件層和沒有SiNx保護的Si 器件層；2)高溫氧化Si器件層，使沒有SiNx保護的Si器件層完全被氧化形成場區(qū)，有 SiNx保護的Si器件層為有源區(qū)；腐蝕去除SiNx，形成相互電絕緣的有源區(qū)硅島；3)進行第二次光刻，對有源區(qū)進行離子注入，使有源區(qū)成為輕摻雜的P區(qū)，該區(qū)域 用于制備NMOS器件；進行第三次光刻，對有源區(qū)進行離子注入，注入磷離子，形成輕摻雜的N區(qū)，該區(qū) 域用于制備PMOS器件，至此已經定義出懸臂梁上的MOSFET器件和外圍CMOS電路的有源 區(qū)；4)腐蝕去掉有源區(qū)表面的氧化層，進行柵氧化，形成一層氧化層，低壓化學氣相沉 積法淀積多晶硅層，并對所述多晶硅層進行磷離子注入；進行第四次光刻，干法刻蝕多晶硅，形成MOSFET和CMOS器件的柵結構，同時為第 五、六次離子注入提供自對準掩膜；5)進行第五次光刻，注入源漏離子，注入磷離子，形成重摻雜的N區(qū)；進行第六次光刻，注入硼離子，形成重摻雜的P區(qū)，高溫退火，激活注入的離子，至 此形成懸臂梁上MOSFET讀出器件和外圍的處理電路中的所有器件；6)化學氣相沉積氧化硅層，第七次光刻，刻蝕氧化硅，形成器件的源漏柵接觸孔； 然后制備一層導電材料，將三個電極連接至襯底的電路上；第八次光刻，刻蝕導電材料，形成器件與電路的電互聯(lián)引線；7)化學氣相沉積微懸臂梁結構層，第九次光刻，干法刻蝕微懸臂梁結構材料，形成 電路的引出孔；8)濺射形成一層金屬層，第十次光刻，干法刻蝕或濕法腐蝕金屬，此時完成了所有的MOSFET和CMOS器件的電互連結構，同時，圖形化雙材料支腿上的熱膨脹系數(shù)大于 IXlO-5K-1的熱膨脹層1;9)第十一次光刻，干法刻蝕微懸臂梁像元結構層，形成紅外吸收面、雙材料支腿上 熱膨脹系數(shù)小于1 X IO-5IT1的熱膨脹層2和熱隔離支腿；10)腐蝕或刻蝕埋氧層，釋放整個懸臂梁結構，完成所述非制冷紅外焦平面陣列的 制備。該方法的步驟1)中，所述硅片為SOI硅片；所述氧化層的厚度為10ηπι-5μπι，所述 SiNx層的厚度為10nm-200nm ；步驟3)中，所述進行第二次光刻時，離子注入步驟中，注入的離子為硼離子，注入 電壓為 20kev-100kev，注入劑量為 1 X 109/cm2-l X 10n/cm2 ；所述進行第三次光刻時，離子注入步驟中，注入的離子為磷離子，注入電壓為 20kev-100kev，注入劑量為 1 X 10n/cm2-l X IO1Vcm2 ；步驟4)中，柵氧化步驟中，氧化層的厚度為lnm-50nm，多晶硅層的厚度為 lOOnm-lOOOnm，所述磷離子注入的步驟中，注入電壓為20keV-100keV，注入劑量為IXlO14/ cm2-l X IO1Vcm2 ；步驟5)中，所述第五次光刻中，磷離子的注入電壓為20keV-100keV，注入劑量為 1 X IO1Vcm2-I X IO1Vcm2 ；所述第六次光刻中，硼離子的注入電壓為20keV-100keV，注入劑量為IXlO14/ cm2-l X IO1Vcm2 ；退火溫度為 800°C _900°C，退火時間為 0. 5min_2min ；步驟6)中，氧化硅層的厚度為IOOnm-IOOOnm ；所述導電材料的厚度為 100nm-500nm ；所述導電材料為金屬硅化物或金屬材料，優(yōu)選硅化鈷、硅化鈦或金屬鋁；步驟7)中，化學氣相沉積微懸臂梁結構層步驟中，微懸臂梁結構層的厚度為 IOOnm-IO μ m ；所述步驟8)中，所述金屬層的厚度為500nm-1000nm，所述構成金屬層的材料為Al 或Au ；所述圖形化雙材料支腿上熱膨脹系數(shù)大于1 X IO-5K-1的熱膨脹層1的方法為干法 刻蝕或濕法腐蝕。本發(fā)明提供一種基于微懸臂梁非制冷紅外焦平面陣列的全新設計和制備方 法-MOS場效應晶體管(MOSFET)讀出式微懸臂梁非制冷紅外焦平面陣列。相比電容式、壓 阻式等其他電學讀出的MEMS紅外焦平面陣列，本發(fā)明有以下幾個技術優(yōu)勢1、相比于電容信號讀出的紅外焦平面陣列，MOSFET讀出式微懸臂梁紅外焦平面陣 列沒有任何的特殊工藝，具有易于與IC實現(xiàn)單片集成的優(yōu)點，適于工業(yè)大批量制備。2、本發(fā)明采用MOSFET器件讀出雙材料微懸臂梁的形變，可以得到更高的靈敏度， 通過控制MOSFET的結構尺寸，可以很容易得到不同精度需求的產品。同時由于MOSFET器 件的高靈敏特性，可以減小紅外吸收面的面積，同時保持讀出信號的質量，從而為高分辨率 提供了極大的提升空間。3、本發(fā)明中的MOSFET輸出信號為電流形式，可以通過差分電路直接放大為電壓 信號進入外圍處理的IC電路中，極大的簡化了電路規(guī)模和設計成本，為大規(guī)模產業(yè)化提供 了可行的設計方案。


圖1為MOSFET讀出式紅外焦平面陣列。圖2為三種支腿結構的MOSFET讀出式的紅外焦平面俯視結構示意圖。圖3為整個MOSFET器件位于支腿上的設計結構示意圖。圖4為MOSFET器件的柵極位于支腿上的設計結構示意圖。圖5為整個MOSFET器件位于支腿上的懸臂梁像元立體結構示意圖。圖6為MOSFET器件的柵極位于支腿上的懸臂梁像元立體結構示意圖。圖7為制備MOSFET讀出式紅外焦平面陣列的工藝流程圖。圖8為實施例1制備所得紅外焦平面陣列的掃描電子顯微鏡圖。
具體實施例方式如圖1-6所示，本發(fā)明所提供的MOSFET讀出式紅外焦平面陣列由完全相同的微懸 臂梁像元1、支撐懸臂梁的襯底2以及位于襯底上的電路3組成。微懸臂梁紅外焦平面陣列 像元包括紅外吸收面4、雙材料支腿5、熱隔離支腿6、M0SFET器件7以及支撐它們的錨點8 組成；其中，紅外吸收面4、雙材料支腿5和熱隔離支腿6是懸空的結構，通過錨點8固支在 襯底2上。紅外吸收面4采用對紅外線吸收效率高的薄膜制備，如果這種材料的絕熱和熱 隔離性能足夠好，同樣可以制作熱隔離支腿6和雙材料支腿5。MOSFET器件7的電流特性 變化反應雙材料支腿5的形變，MOSFET的源8、漏9、柵10通過輸出引線連接11到位于襯 底上的外圍電路。本發(fā)明中雙材料支腿和熱隔離支腿的設計是紅外焦平面陣列像元工作的關鍵。紅 外吸收面吸收紅外輻射之后其溫度的變化主要由它自身的熱容量C、吸收的紅外輻射功率 能量和對周圍環(huán)境的熱傳導決定G的，其熱導主要有三個部分器件通過支腿向襯底材料 的熱傳導，對周圍環(huán)境的熱輻射和對周圍環(huán)境的熱對流引起的傳熱。根據(jù)熱輻射的實際情 況，可以對其熱平衡過程作進一步的簡化。由于器件一般采用真空封裝，因此器件向周圍環(huán) 境的熱傳導和熱輻射很小，在近似分析中可以忽略。器件一般工作在室溫(24°C )其發(fā)射的 輻射功率增量也可以忽略?？梢越普J為吸收的熱能只通過支腿向襯底傳導，則可將其熱 力學平衡方程簡化為
權利要求
1.一種非制冷紅外焦平面陣列，由微懸臂梁像元陣列、支撐所述微懸臂梁像元陣列的 襯底和位于所述襯底上的電路組成；其中，所述微懸臂梁像元陣列由紅外吸收面、懸臂梁支腿、MOSFET器件、輸出引線和支 撐錨點組成；所述懸臂梁支腿由雙材料支腿和熱隔離支腿組成；所述雙材料支腿由位于上方的熱膨脹層1和位于下方的熱膨脹層2組成；所述紅外吸收面的一端與所述雙材料支腿熱膨脹層2的一端相連，所述雙材料支腿熱 膨脹層2的另一端與所述熱隔離支腿的一端相連，所述熱隔離支腿的另一端與所述支撐錨 點相連；所述MOSFET器件位于所述雙材料支腿熱膨脹層2下面，或者，所述MOSFET器件的源區(qū) 和漏區(qū)制備在所述襯底處，柵區(qū)附著在所述雙材料支腿熱膨脹層2下面，溝道區(qū)位于所述 柵區(qū)下面的源區(qū)和漏區(qū)之間的區(qū)域；所述輸出引線的一端與所述MOSFET器件相連，另一端與所述襯底上的電路相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的陣列，其特征在于所述構成紅外吸收面的材料為吸收紅外 輻射的材料，優(yōu)選氮化硅薄膜、二氧化硅薄膜、碳化硅薄膜或金屬與半導體介質材料構成的 復合薄膜；所述紅外吸收面的面積為100 μ m2到Imm2 ；所述雙材料支腿中，構成熱膨脹層ι的材料為熱膨脹系數(shù)大于IXio-5K-1的材料，優(yōu)選 鋁或金；構成熱膨脹層2的材料為熱膨脹系數(shù)小于IXlO-5K-1的材料；所述構成熱隔離支腿的材料為熱導率小于50W/(m · K)的材料；所述MOSFET器件為NMOS或PMOS器件，構成源區(qū)和漏區(qū)的材料相同，均為同種雜質離 子摻雜的硅材料，所述雜質離子的注入計量為IX IO14-I X 1018/cm2 ；所述雜質離子為磷離子 或硼離子；溝道區(qū)的離子注入劑量為1 Xioll-IXio13Zcm2 ；構成柵區(qū)的材料為摻雜多晶硅， 優(yōu)選磷摻雜的多晶硅，更優(yōu)選磷離子注入劑量為lX1014-lX1018/cm2的多晶硅。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的陣列，其特征在于所述懸臂梁支腿為直線式、折線式、 雙折線式或多折線式，所述懸臂梁支腿的個數(shù)為一或大于等于二的偶數(shù)，所述懸臂梁支腿 的個數(shù)大于一時，所述懸臂梁支腿位于所述紅外吸收面的對稱位置處。
4.根據(jù)權利要求1-3任一所述的陣列，其特征在于所述懸臂梁支腿的長度為 10 μ m-lmm,寬it為 2-30 μ m。
5.一種制備權利要求1-4任一所述非制冷紅外焦平面陣列的方法，包括如下步驟1)在硅片器件層表面氧化形成氧化層，低壓化學氣相沉積法淀積一層SiNx，進行第一 次光刻，干法刻蝕去除部分SiNx，形成有SiNx保護的Si器件層和沒有SiNx保護的Si器件 層；2)高溫氧化Si器件層，使沒有SiNx保護的Si器件層完全被氧化形成場區(qū)，有SiNx保 護的Si器件層為有源區(qū)；腐蝕去除SiNx，形成相互電絕緣的有源區(qū)硅島；3)進行第二次光刻，對有源區(qū)進行離子注入，使有源區(qū)成為摻雜的P區(qū)，該區(qū)域用于制 備NMOS器件；進行第三次光刻，對有源區(qū)進行離子注入，注入磷離子，形成摻雜的N區(qū)，該區(qū)域用于 制備PMOS器件，至此已經定義出懸臂梁上的MOSFET器件和外圍CMOS電路的有源區(qū)；4)腐蝕去掉有源區(qū)表面的氧化層，進行柵氧化，形成一層氧化層，低壓化學氣相沉積法淀積多晶硅層，并對所述多晶硅層進行磷離子注入；進行第四次光刻，干法刻蝕多晶硅，形成MOSFET和CMOS器件的柵結構，同時為第五、六 次離子注入提供自對準掩膜；5)進行第五次光刻，注入源漏離子，注入磷離子，形成摻雜的N區(qū)；進行第六次光刻，注入硼離子，形成摻雜的P區(qū)，退火，激活所述注入的離子，至此形成 懸臂梁上MOSFET讀出器件和外圍的處理電路中的所有器件；6)化學氣相沉積氧化硅層，第七次光刻，刻蝕氧化硅，形成器件的源漏柵接觸孔；然后 制備一層導電材料，將三個電極連接至襯底的電路上；第八次光刻，刻蝕導電材料，形成器件與電路的電互聯(lián)弓I線；7)化學氣相沉積微懸臂梁結構層，第九次光刻，干法刻蝕微懸臂梁結構材料，形成電路 的引出孔；8)濺射形成一層金屬層，第十次光刻，干法刻蝕或濕法腐蝕金屬，此時完成了所有的 MOSFET和CMOS器件的電互連結構，同時，圖形化雙材料支腿上的熱膨脹系數(shù)大于1 X lO—t1 的熱膨脹層1 ；9)第十一次光刻，干法刻蝕微懸臂梁像元結構層，形成紅外吸收面、雙材料支腿上熱膨 脹系數(shù)小于1 X ΙΟΙ—1的熱膨脹層2和熱隔離支腿；10)腐蝕或刻蝕埋氧層，釋放整個懸臂梁，完成所述非制冷紅外焦平面陣列的制備。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟1)中，所述硅片為SOI硅片；所 述氧化層的厚度為10nm-5 μ m，所述SiNx層的厚度為10-200nm ；所述步驟3)中，所述進行第二次光刻時，離子注入步驟中，注入的離子為硼離子，注入 電壓為 20-100kev，注入劑量為 1 X IO9-I X IO1Vcm2 ；所述進行第三次光刻時，離子注入步驟中，注入的離子為磷離子，注入電壓為 20-100kev，注入劑量為 1 X IO11-I X IO1Vcm2 ；所述步驟4)中，柵氧化步驟中，氧化層的厚度為1-50匪，多晶硅層的厚度 為lOO-lOOOnm，所述磷離子注入的步驟中，注入電壓為20-100kev，注入劑量為 IX IO14-I X IO1Vcm2 ；所述步驟5)中，所述第五次光刻中，磷離子的注入電壓為20-100kev，注入劑量為 IX IO14-I X IO1Vcm2 ；所述第六次光刻中，硼離子的注入電壓為20-100kev，注入劑量為1 X IO14-I X IO1Vcm2 ； 退火溫度為800-900°C，退火時間為0. 5-2分鐘；所述步驟6)中，氧化硅層的厚度為IOO-IOOOnm ；所述導電材料的厚度為100nm-500nm ； 所述導電材料為金屬硅化物或金屬材料，優(yōu)選硅化鈷、硅化鈦或金屬鋁；所述步驟7)中，化學氣相沉積微懸臂梁結構層步驟中，所述微懸臂梁結構層的厚度為 IOOnm-IO μ m ；所述步驟8)中，所述金屬層的厚度為500-1000nm，所述構成金屬層的材料為Al或Au ； 所述圖形化雙材料支腿上的熱膨脹系數(shù)大于IXio-5K-1的熱膨脹層1的方法為干法刻 蝕或濕法腐蝕。
全文摘要
本發(fā)明公開一種非制冷紅外焦平面陣列及其制備方法與應用。該紅外焦平面陣列，由微懸臂梁像元陣列、支撐所述微懸臂梁像元陣列的襯底和位于所述襯底上的電路組成；其中，所述微懸臂梁像元陣列由紅外吸收面、懸臂梁支腿、MOSFET器件、輸出引線和支撐錨點組成。本發(fā)明提供的紅外焦平面陣列沒有任何的特殊工藝，具有易于與IC實現(xiàn)單片集成的優(yōu)點，適于工業(yè)大批量制備，易得到不同精度需求的產品。并為高分辨率提供了極大的提升空間，極大的簡化了電路規(guī)模和設計成本，為大規(guī)模產業(yè)化提供了可行的設計方案。
文檔編號B81B7/02GK101995295SQ20091009054
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權日2009年8月19日
發(fā)明者于曉梅, 李博翰 申請人:北京大學