CMOS工艺兼容的热电堆红外探测器.pdfVIP

维普资讯 器件制造与鹰冈 Mn fa~ningmadApplicationofDevice CMOS工艺兼容的热电堆红外探测器 杨恒昭 2，熊斌 ，李铁 ，王跃林 (1．中国科学院 上海微系统与信息技术研究所 传感技术联合 国家重点实验室，上海 200050； 2．中国科学院研究生院，北京 100049) 摘要 ：提 出了一种 CMOS工艺兼容的、并采用 xeF2气体干法刻蚀工艺释放 的热 电堆红外探 测器。探测器包括硅基体、框架、热电堆、支撑臂、红外吸收层、刻蚀开口等。作为红外吸收层 的氧化硅 ／氮化硅 复合介质膜具有多种形状的腐蚀开 口，使用各向同性的干法刻蚀从正面刻蚀衬 底释放器件。探测器尺寸为 2mill×2mm，由20对多晶硅一铝热 电偶组成 ，串联 电阻 16～18kQ。 释放后的器件特性响应率 13 15v／w，探测率 (1．85～2．15)×lO7cmHz ／w，时间常~L2o 25Ir坞。 关键词 ：热电堆；红外探测器；干法刻蚀 ；XeF2气体 中图分类号：TN215；TP271．2 文献标识码：A 文章编号：1003—353X (2o08)09-0759-03 CM OSProcessCompatibleThermopileInfraredDetector YangHengzhao ，XiongBin ，LiTie ，WangYuelin (1．StateKeyLaboratoryof7 duc Technology，ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnoolyg ， ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China； 2．GraduateUniversityoftheChineseAcademyofSceinces，Beqing 100049，China) Abstract：CMOSprocesscompatiblethermopileinfrareddetectorwhichisreleasedbydryetchingofbulk silicon tl1XeF2vaporwaspresented．Thisdetectorconsistsofsixcomponents：bulksilicon，detector frame，thermopile， supporting layer， infrared radiation absorbing membrane and etching windows．The absorbingmembraneiscomposedofsiliconoxideandsiliconnitridecompoundfilms．Varioustypesofetching windowsarecutintheabsorbingmembranethroughwhichXeF：vaporremovesoff thebulksilicon，andthen thethermopilestructure isreleased． ethermopiledetectormeasures2mm ×2nllnandcontains20pairsof polycrystallinesilicon (polysiliconorPoly)／A1thermocoupleswithresistanceof16—18kQ．Released detectorsshow responsivities13～15V／W ，normalizeddetecti