一种红外探测器的制备方法以及由此得到的红外探测器与流程.docx

本文介绍了一种创新的红外探测器的制备方法，该方法尤其关注于提高热电偶的集成密度和简化加工工艺。红外探测器广泛应用于多个领域，如红外测温、红外检测、红外报警、红外成像和红外制导，依赖于热电材料的塞贝克效应来实现光-热-电的转换。 传统的红外探测器热电偶的排列方式有限，存在集成数量不足、工艺复杂等问题。本发明提出了一种新的制备方法，以解决这些问题。该方法主要包括以下步骤： 1. 使用半导体晶圆作为衬底，例如单晶硅，尺寸可选4英寸、6英寸、8英寸或12英寸，厚度约300-500微米。 2. 在衬底表面形成由氧化硅和氮化硅组成的复合薄膜，作为结构支撑和热绝缘材料。先进行衬底清洗，然后高温热氧化生长氧化硅层，最后通过化学气相沉积形成氮化硅层。氧化硅层厚1000-5000埃，氮化硅层厚3000-10000埃，两者厚度比为1:3。 3. 在复合薄膜表面沉积与之应力匹配的多晶硅薄膜，作为热电材料，厚度2000-10000埃。热电材料可以是多晶硅或其他具有塞贝克效应的薄膜材料。 4. 通过光刻和掺杂技术，在热电薄膜上形成沿对角线密排的硼和磷重掺杂的条形区域，形成热电偶。非掺杂区域被刻蚀掉，然后进行高温热退火激活掺杂原子，修复晶格，并在表面生长一层氧化硅作为钝化层和保护层。 5. 掺杂的热电偶采用硼和磷的重掺杂，可以实现塞贝克系数差的最大化，从而提升红外探测器的光探测率和响应。 这种方法的创新之处在于热电偶沿对角线排列，能够在相同面积的薄膜上集成更多热电偶对，提高探测器的性能。同时，采用硼和磷重掺杂可以优化塞贝克效应，改善探测器的响应速度和灵敏度。通过精细的工艺控制，如特定的掺杂和退火步骤，能够实现高质量的热电偶制作，进一步提升红外探测器的性能。 这种新型红外探测器的制备方法旨在提高热电红外探测器的集成密度和性能，同时降低制造过程的复杂性，为红外传感技术的进步提供了新的解决方案。