Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2490751C1 - Microbolometer with reinforced supporting beams and methods for production thereof - Google Patents

Microbolometer with reinforced supporting beams and methods for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2490751C1
RU2490751C1 RU2012104368/28A RU2012104368A RU2490751C1 RU 2490751 C1 RU2490751 C1 RU 2490751C1 RU 2012104368/28 A RU2012104368/28 A RU 2012104368/28A RU 2012104368 A RU2012104368 A RU 2012104368A RU 2490751 C1 RU2490751 C1 RU 2490751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
etching
semiconductor
mask
beams
layer
Prior art date
Application number
RU2012104368/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Борисович Володин
Александр Михайлович Рац
Сергей Владимирович Кузьмин
Павел Романович Машевич
Владимир Петрович Беспалов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ" filed Critical Открытое акционерное общество "АНГСТРЕМ"
Priority to RU2012104368/28A priority Critical patent/RU2490751C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2490751C1 publication Critical patent/RU2490751C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: microbolometer is made in a framework in form of a heat-insulated portion of an active semiconductor layer supported on heat-insulating beams over an etched cavity, said portion having and being in thermal contact with an absorbing element heated by absorbed radiation, and a heat-sensitive element of an electrical circuit located outside the heat-insulated portion, connected to it by conductors which pass on the beams, the beams being double-layered with layers that are separated by a heat-insulating gap. Methods of making a microbolometer with reinforced supporting beams are disclosed.
EFFECT: design of a structure and technology of making a cheap microbolometer with thin but reinforced supporting beams.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике машинного зрения и может быть использовано в фотоприемных устройствах инфракрасного диапазона, в частности в дешевых тепловизорах охранных систем для круглосуточного, всепогодного обзора и опознания объектов на охраняемой территории.The invention relates to techniques for machine vision and can be used in infrared photodetectors, in particular in cheap thermal imagers of security systems for round-the-clock, all-weather viewing and identification of objects in a protected area.

Известен, микроболометр, выполненный в исходной структуре, состоящей из активного слоя полупроводника, слоя изолятора и полупроводниковой подложки, в виде поддерживаемого на термоизолирующих балках над вытравленной полостью термоизолированного участка активного слоя полупроводника, содержащего поглощающий элемент, находящийся с ним в тепловом контакте, нагреваемый поглощаемым излучением, и температурочувствительный элемент электрической схемы, расположенной вне термоизолированного участка, соединенный с ней проводниками, проходящими по балкам. См. патенты США: 6,573,504 Y. Iida и др. "Infrared sensor and manufacturing method thereof", 5,789,753 M.V. Wadsworth и др. "Stress tolerant bolometer".It is known that a microbolometer made in the initial structure, consisting of an active layer of a semiconductor, an insulator layer and a semiconductor substrate, is supported on thermally insulating beams above an etched cavity of a thermally insulated portion of the active layer of a semiconductor containing an absorbing element in thermal contact with it, heated by absorbed radiation , and a temperature-sensitive element of an electrical circuit located outside a thermally insulated section, connected to it by conductors, a passage conductive on the beams. See US Patents: 6,573,504 Y. Iida et al. "Infrared sensor and manufacturing method thereof", 5,789,753 M.V. Wadsworth et al. "Stress tolerant bolometer".

Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство, описанное в патенте США 6,573,504. Оно и способ его изготовления, направленные на получение за счет утонения балки ее максимального теплового сопротивления при использовании минимального числа дополнительных операций стандартного технологического процесса изготовления ИС, обеспечивают хорошие параметры и низкую стоимость болометрических приемников, но не обеспечивают хорошей механической прочности, необходимой в ряде применений. В патенте США 7,789,753 предложено для упрочнения длинных тонких балок использовать подставки-столбики. Их недостаток - снижение теплового сопротивления балки.Closest to the claimed invention is the device described in US patent 6,573,504. It and the method of its manufacture, aimed at obtaining due to the thinning of the beam its maximum thermal resistance using the minimum number of additional operations of the standard technological process of manufacturing ICs, provide good parameters and low cost bolometric receivers, but do not provide the good mechanical strength required in a number of applications. US Pat. No. 7,789,753 proposes to use column supports to strengthen long thin beams. Their disadvantage is a decrease in the thermal resistance of the beam.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание конструкции и способов изготовления дешевого микроболометра с утоненными, но упрочненными поддерживающими балками.The technical result of the present invention is the creation of designs and methods for manufacturing a cheap microbolometer with thinned, but hardened support beams.

Указанный результат достигается за счет того, что в известном устройстве микроболометра, выполненного в исходной структуре, состоящей из активного слоя полупроводника, слоя изолятора и полупроводниковой подложки, в виде поддерживаемого на термоизолирующих балках над вытравленной полостью термоизолированного участка активного слоя полупроводника, содержащего поглощающий элемент, находящийся с ним в тепловом контакте, нагреваемый поглощаемым излучением, и температурочувствительный элемент электрической схемы, расположенной вне термоизолированного участка, соединенный с ней проводниками, проходящими по балкам, и в известных способах его изготовления, включающем изготовление КМОП структуры в активном слое полупроводника с формированием соединений и боковой частичной изоляции компонентов диэлектриком, нанесение поглощающих слоев, формирование маски и вертикальное травление в ее зазорах поглощающих и диэлектрических слоев, изотропное травление активного слоя полупроводника, вертикальное травление слоя изолятора, вертикальное травление активного полупроводника, удаление маски, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика, вертикальное травление защитного диэлектрика, травление подложечного полупроводника для образования в нем термоизолирующей полости, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика, или включающем изготовление КМОП структуры в активном слое полупроводника с формированием соединений и боковой полной изоляции компонентов диэлектриком, нанесение поглощающих слоев, формирование маски и вертикальное травление в ее зазорах поглощающих и диэлектрических слоев, изотропное травление активного слоя полупроводника, вертикальное травление слоя изолятора, травление подложечного полупроводника для образования в нем термоизолирующей полости, удаление маски, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика,This result is achieved due to the fact that in the known microbolometer device made in the original structure, consisting of an active semiconductor layer, an insulator layer and a semiconductor substrate, in the form of a thermally insulated portion of a semiconductor active layer supported on thermally insulating beams containing an absorbing element located with him in thermal contact, heated by absorbed radiation, and a temperature-sensitive element of an electrical circuit located outside of the insulated section, connected to it by conductors passing through the beams, and in known methods of its manufacture, including the manufacture of a CMOS structure in the active layer of a semiconductor with the formation of compounds and lateral partial isolation of components by a dielectric, the application of absorbing layers, the formation of a mask and vertical etching in its absorption gaps and dielectric layers, isotropic etching of the active semiconductor layer, vertical etching of the insulator layer, vertical etching of the active semiconductor a, removing the mask, applying a protective dielectric to all surfaces, vertical etching of the protective dielectric, etching the substrate semiconductor to form a thermally insulating cavity in it, applying a protective dielectric to all surfaces, or involving the manufacture of CMOS structures in the active layer of the semiconductor with the formation of compounds and lateral full insulation components by a dielectric, application of absorbing layers, mask formation and vertical etching in its gaps of absorbing and dielectric layers, isot main etching of the active semiconductor layer, vertical etching of the insulator layer, etching of the substrate semiconductor to form a thermally insulating cavity in it, removing the mask, applying a protective dielectric to all surfaces,

предложено:suggested by:

- балки выполнить двухслойными со слоями, разделенными термоизолирующим зазором;- beams be double-layer with layers separated by a heat-insulating gap;

- при изготовлении КМОП структуры с боковой частичной изоляцией компонентов диэлектриком вертикальное травление в зазорах маски поглощающих и диэлектрических слоев проводить через первую встроенную маску, формируемую при изготовлении КМОП структуры вокруг термоизолируемого участка активного слоя полупроводника над диэлектриком боковой изоляции в виде рамки из жертвенного поликремния шириной не менее половины ширины термоизолирующей балки, удаляемого при изотропном травлении активного слоя полупроводника, травление диэлектриков, активного и подложечного полупроводников проводить через вторую встроенную маску, в качестве которой использовать проводники соединений над балками, выполненные из устойчивого к процессам травления материала;- in the manufacture of a CMOS structure with lateral partial isolation of components by a dielectric, vertical etching in the gaps of the mask of the absorbing and dielectric layers should be carried out through the first built-in mask formed during the manufacture of the CMOS structure around the thermally insulated portion of the active layer of the semiconductor above the side insulator in the form of a frame of sacrificial polysilicon with a width of not less than half the width of the thermally insulating beam, removed by isotropic etching of the active layer of the semiconductor, etching of dielectrics, conduct active and substrate semiconductors through a second built-in mask, which is used as connection conductors over beams made of material resistant to etching processes;

- при изготовлении КМОП структуры с боковой полной изоляцией компонентов диэлектриком травление в зазорах маски диэлектриков, активного и подложечного полупроводников проводить через дополнительную встроенную маску, в качестве которой использовать проводники соединений над балками, выполненные из устойчивого к процессам травления материала.- in the manufacture of a CMOS structure with lateral complete isolation of components by a dielectric, etching in the gaps of the dielectric mask, active and substrate semiconductors is carried out through an additional built-in mask, which is used as connection conductors above the beams made of material resistant to etching processes.

Указанный выше технический результат достигается совокупностью перечисленных выше новых признаков изобретения.The above technical result is achieved by the combination of the above new features of the invention.

Высокая механическая прочность балки при максимальном термосопротивлении и минимальной стоимости изготовления достигается выполнением ее двухслойной со слоями, разделенными термоизолирующим зазором, и предельно технологически утоненными.High mechanical strength of the beam with maximum thermal resistance and minimum manufacturing cost is achieved by performing its two-layer with layers separated by a heat-insulating gap, and extremely technologically thinned.

Перечень графических материалов, иллюстрирующих устройство, реализующее заявляемое изобретениеThe list of graphic materials illustrating a device that implements the claimed invention

Фиг.1 показывает устройство-прототип.Figure 1 shows a prototype device.

Фиг.2а иллюстрирует предлагаемое устройство микроболометра, изготовленного по способу, предназначенному для КМОП структуры с боковой частичной изоляцией компонентов диэлектриком.Figure 2a illustrates the proposed microbolometer device manufactured by a method for a CMOS structure with lateral partial isolation of components by a dielectric.

Фиг.2б иллюстрирует предлагаемое устройство микроболометра, изготовленного по способу, предназначенному для КМОП структуры с боковой полной изоляцией компонентов диэлектриком.Fig.2b illustrates the proposed device microbolometer manufactured by a method designed for CMOS structures with lateral full isolation of the components by a dielectric.

Предлагаемый микроболометр состоит (см. фиг.2а, 2б) из выполненного в исходной структуре, состоящей из активного слоя полупроводника (1), слоя изолятора (2) и полупроводниковой подложки (3), в виде поддерживаемого на термоизолирующих балках (4) над вытравленной полостью (5) термоизолированного участка (6) активного слоя полупроводника, содержащего поглощающий элемент (7), находящийся с ним в тепловом контакте, нагреваемый поглощаемым излучением, и температурочувствительный элемент (8) электрической схемы, расположенной вне термоизолированного участка, соединенный с ней проводниками (9), проходящими по балкам, причем балки выполнены двухслойными со слоями, разделенными термоизолирующим зазором (10).The proposed microbolometer consists (see Fig. 2a, 2b) of an initial structure consisting of an active semiconductor layer (1), an insulator layer (2) and a semiconductor substrate (3), in the form of a support on thermally insulating beams (4) above the etched cavity (5) of the thermally insulated portion (6) of the active layer of the semiconductor containing the absorbing element (7) in thermal contact with it, heated by the absorbed radiation, and a temperature-sensitive element (8) of the electrical circuit located outside the thermally insulated part a cable connected to it by conductors (9) passing along the beams, the beams being made two-layer with layers separated by a heat-insulating gap (10).

Предложены два способа изготовления микроболометров с двухслойными балками.Two methods of manufacturing microbolometers with two-layer beams are proposed.

Способ, включающий КМОП структуру в активном слое полупроводника (1) с формированием соединений (9) и боковой частичной изоляции компонентов диэлектриком (11), нанесение поглощающих слоев (7), формирование маски над термоизолированным участком (6) активного слоя полупроводника (не показана) и вертикальное травление в ее зазорах (12) поглощающих и диэлектрических слоев (7), изотропное травление активного слоя полупроводника (1), вертикальное травление, слоя изолятора (2), вертикальное травление оставшихся при изотропном травлении участков активного полупроводника (не показаны), удаление маски, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика (не показан), вертикальное травление защитного диэлектрика, травление подложечного полупроводника (3) для образования в нем термоизолирующей полости (5), нанесение на все поверхности защитного диэлектрика (13), отличающийся тем, что вертикальное травление в зазорах (12) маски поглощающих и диэлектрических слоев, проводится через первую встроенную маску, формируемую при изготовлении КМОП структуры вокруг термоизолируемого участка (6) активного слоя полупроводника над диэлектриком боковой изоляции (11) в виде рамки из жертвенного поликремния (не показана) шириной не менее половины ширины термоизолирующей балки (4), удаляемого при изотропном травлении активного слоя полупроводника (1), травление диэлектриков, активного и подложечного полупроводников проводится через вторую встроенную маску, в качестве которой используются проводники (9) соединений над балками (4), выполненные из устойчивого к процессам травления материала.A method comprising a CMOS structure in the active layer of a semiconductor (1) with the formation of compounds (9) and lateral partial isolation of the components by a dielectric (11), the deposition of absorbing layers (7), the formation of a mask over the thermally insulated section (6) of the active layer of the semiconductor (not shown) and vertical etching in its gaps (12) of the absorbing and dielectric layers (7), isotropic etching of the active semiconductor layer (1), vertical etching of the insulator layer (2), vertical etching of sites remaining during isotropic etching o semiconductor (not shown), removing the mask, applying a protective dielectric (not shown) to all surfaces, vertical etching of the protective dielectric, etching of the substrate semiconductor (3) to form a thermally insulating cavity in it (5), applying a protective dielectric to all surfaces (13 ), characterized in that the vertical etching in the gaps (12) of the mask of the absorbing and dielectric layers is carried out through the first built-in mask formed during the manufacture of CMOS structures around the thermally insulated section (6) of the active When a semiconductor flows over a side insulation dielectric (11) in the form of a frame of sacrificial polysilicon (not shown) with a width of at least half the width of a thermally insulating beam (4) that is removed by isotropic etching of the active layer of a semiconductor (1), etching of dielectrics, active and substrate semiconductors the second built-in mask, which is used as conductors (9) of connections above the beams (4), made of a material resistant to etching processes.

Способ, включающий КМОП структуру в активном слое полупроводника (1) с формированием соединений (9) и боковой полной изоляции (14) компонентов диэлектриком, нанесение поглощающих слоев (7), формирование маски над термоизолированным участком (6) активного слоя полупроводника (не показана) и вертикальное травление в ее зазорах (12) поглощающих и диэлектрических слоев (7), изотропное травление активного слоя полупроводника (1), вертикальное травление слоя изолятора (2), травление подложечного полупроводника (3) для образования в нем термоизолирующей полости (5), удаление маски, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика (13), отличающийся тем, что травление в зазорах (12) маски диэлектриков, активного (1) и подложечного (3) полупроводников проводится через дополнительную встроенную маску, в качестве которой используются проводники (9) соединений над балками (4), выполненные из устойчивого к процессам травления материала.A method comprising a CMOS structure in the active layer of a semiconductor (1) with the formation of compounds (9) and lateral complete isolation (14) of the components by a dielectric, the application of absorbing layers (7), the formation of a mask over the thermally insulated section (6) of the active layer of the semiconductor (not shown) and vertical etching in its gaps (12) of the absorbing and dielectric layers (7), isotropic etching of the active semiconductor layer (1), vertical etching of the insulator layer (2), etching of the substrate semiconductor (3) to form a thermally insulating layer in it fouling (5), removing the mask, applying a protective dielectric (13) to all surfaces, characterized in that the etching in the gaps (12) of the dielectric mask, active (1) and substrate (3) semiconductors is carried out through an additional built-in mask, which conductors (9) of connections above the beams (4) are used, made of a material resistant to etching processes.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Лучи от сцены попадают на поглощающий элемент (7), который нагреваясь (или остывая) передает свою температуру термоизолированному участку полупроводника (6) и соответственно температурочувствительному элементу (8) электрической схемы, расположенной вне термоизолированного участка, соединенному с ней проводниками (9), проходящими по балкам (4). Электрическая схема (не показана) преобразует изменение температуры в пропорциональный электрический сигнал. Утечка тепла по балке (4) от термоизолированных элементов (6, 7, 8) согласно изобретению снижена ее утонением, а прочность повышена благодаря двухслойной конструкции.The rays from the scene fall on the absorbing element (7), which, when heated (or cooling), transfers its temperature to the thermally insulated section of the semiconductor (6) and, accordingly, to the temperature-sensitive element (8) of the electrical circuit located outside the thermally insulated section, connected to it by conductors (9) passing along the beams (4). An electrical circuit (not shown) converts the temperature change into a proportional electrical signal. Heat leakage along the beam (4) from thermally insulated elements (6, 7, 8) according to the invention is reduced by its thinning, and the strength is increased due to the two-layer structure.

Изготовление согласно предложенным двум способам производится следующим образом.Production according to the proposed two methods is as follows.

После изготовления КМОП структуры в активном слое полупроводника (1) с формированием соединений (9) и боковой частичной изоляции компонентов диэлектриком (11) производится нанесение поглощающих слоев (7). Затем формируется маска, предотвращающая выполнение последующих операций над термоизолированным участком (6, 7, 8). Проводится вертикальное травление в зазорах (12) маски поглощающих и диэлектрических слоев (7) до рамки жертвенного поликремния и проводников (9) над балкой (4), служащих дополнительными встроенными масками. В результате остаются низлежащие диэлектрики под поликремнием и проводником (9), поэтому изотропное травление активного слоя полупроводника (1) удаляет его из-под первого слоя балки до изолятора (11), но не доходит вбок до термоизолируемого участка полупроводника (6). При этом также удаляется и поликремниевая маска. После вертикального травления слоя изолятора (2) и затем вертикального травления оставшихся при изотропном травлении участков активного полупроводника (не показаны) удаляется верхняя (фоторезистивная) маска. Остается не стравленным второй слой балки (4) из изолятора (11), заслоненный проводником (9). Затем производятся: нанесение на все поверхности защитного диэлектрика (не показан), вертикальное травление защитного диэлектрика (на верхних поверхностях), изотропное или анизотропное травление подложечного полупроводника (3) для образования в нем термоизолирующей полости (5) и нанесение на все поверхности защитного диэлектрика (13).After fabrication of the CMOS structure in the active layer of the semiconductor (1) with the formation of compounds (9) and lateral partial isolation of the components by a dielectric (11), the absorption layers are applied (7). Then a mask is formed that prevents subsequent operations on the thermally insulated area (6, 7, 8). Vertical etching is performed in the gaps (12) of the mask of the absorbing and dielectric layers (7) to the framework of sacrificial polysilicon and conductors (9) above the beam (4), which serve as additional built-in masks. As a result, the underlying dielectrics remain under the polysilicon and the conductor (9), therefore, isotropic etching of the active layer of the semiconductor (1) removes it from under the first layer of the beam to the insulator (11), but does not go sideways to the thermally insulated part of the semiconductor (6). The polysilicon mask is also removed. After vertical etching of the insulator layer (2) and then vertical etching of the sections of the active semiconductor (not shown) remaining during isotropic etching, the upper (photoresistive) mask is removed. The second layer of the beam (4) from the insulator (11), obscured by the conductor (9), remains not etched. Then, they are applied: applying a protective dielectric (not shown) to all surfaces, vertical etching of the protective dielectric (on the upper surfaces), isotropic or anisotropic etching of the substrate semiconductor (3) to form a thermally insulating cavity in it (5), and applying a protective dielectric to all surfaces ( 13).

По второму способу производятся те же операции, что и по первому кроме формирования жертвенного поликремния и связанных с ним операций вертикального травления оставшихся при изотропном травлении участков активного полупроводника, промежуточного нанесения на все поверхности защитного диэлектрика и его вертикального травления. Эти операции оказываются излишними в следствии полной боковой изоляции компонентов, выполняемой на стадии изготовления КМОП структуры.In the second method, the same operations are performed as in the first, in addition to the formation of sacrificial polysilicon and the associated operations of vertical etching of the active semiconductor sections remaining during isotropic etching, intermediate application of a protective dielectric and its vertical etching on all surfaces. These operations are redundant due to the complete lateral isolation of the components performed at the manufacturing stage of the CMOS structure.

Дешевизна обоих способов связана с использованием только одной дополнительной к стандартному КМОП процессу фоторезистивной маски и последующих стандартных для него операций.The cheapness of both methods is associated with the use of only one additional photoresistive mask process to the standard CMOS process and subsequent standard operations for it.

Настоящее описание изобретения, в т.ч. состава и работы устройства, включая предлагаемый вариант его исполнения, предполагает его дальнейшее возможное совершенствование специалистами, и не содержит каких-либо ограничений в части реализации. Все притязания сформулированы исключительно в формуле изобретения.The present description of the invention, including the composition and operation of the device, including the proposed version of its execution, suggests its further possible improvement by specialists, and does not contain any restrictions in terms of implementation. All claims are formulated solely in the claims.

Claims (3)

1. Микроболометр, выполненный в исходной структуре, состоящей из активного слоя полупроводника, слоя изолятора и полупроводниковой подложки, в виде поддерживаемого на термоизолирующих балках над вытравленной полостью термоизолированного участка активного слоя полупроводника, содержащего поглощающий элемент, находящийся с ним в тепловом контакте, нагреваемый поглощаемым излучением, и температурочувствительный элемент электрической схемы, расположенной вне термоизолированного участка, соединенный с ней проводниками, проходящими по балкам, отличающийся тем, что балки выполнены двухслойными со слоями, разделенными термоизолирующим зазором.1. A microbolometer made in the initial structure, consisting of an active layer of a semiconductor, an insulator layer and a semiconductor substrate, in the form of a thermally insulated portion of the active layer of a semiconductor supported on thermally insulating beams containing an absorbing element in thermal contact with it, heated by absorbed radiation , and a temperature-sensitive element of an electrical circuit located outside the thermally insulated area, connected to it by conductors passing through beams, characterized in that the beams are made of two layers with layers separated by a heat-insulating gap. 2. Способ изготовления микроболометров с двухслойными балками по п.1, включающий изготовление КМОП структуры в активном слое полупроводника с формированием соединений и боковой частичной изоляции компонентов диэлектриком, нанесение поглощающих слоев, формирование маски и вертикальное травление в ее зазорах поглощающих и диэлектрических слоев, изотропное травление активного слоя полупроводника, вертикальное травление слоя изолятора, вертикальное травление активного полупроводника, удаление маски, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика, вертикальное травление защитного диэлектрика, травление подложечного полупроводника для образования в нем термоизолирующей полости, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика, отличающийся тем, что вертикальное травление в зазорах маски поглощающих и диэлектрических слоев проводится через первую встроенную маску, формируемую при изготовлении КМОП структуры вокруг термоизолируемого участка активного слоя полупроводника над диэлектриком боковой изоляции в виде рамки из жертвенного поликремния шириной не менее половины ширины термоизолирующей балки, удаляемого при изотропном травлении активного слоя полупроводника, травление диэлектриков, активного и подложечного полупроводников проводится через вторую встроенную маску, в качестве которой используются проводники соединений над балками, выполненные из устойчивого к процессам травления материала.2. A method of manufacturing microbolometers with two-layer beams according to claim 1, including the manufacture of CMOS structures in the active layer of the semiconductor with the formation of compounds and lateral partial isolation of components by a dielectric, the application of absorbing layers, the formation of a mask and vertical etching in its gaps of the absorbing and dielectric layers, isotropic etching active semiconductor layer, vertical etching of the insulator layer, vertical etching of the active semiconductor, mask removal, applying a protective coating to all surfaces dielectric, vertical etching of the protective dielectric, etching of the substrate semiconductor to form a thermally insulating cavity in it, applying a protective dielectric to all surfaces, characterized in that the vertical etching in the gaps of the mask of absorbing and dielectric layers is carried out through the first built-in mask formed during the manufacture of CMOS structures around of a thermally insulated portion of the active layer of a semiconductor above a side-insulator in the form of a frame of sacrificial polysilicon not wide m half the width of a thermally insulating it beam removed with an isotropic etching of the semiconductor active layer, etching of dielectrics, semiconductors, active and epigastric conducted through the second built-mask, which are used as conductors compounds of beams made of a material resistant to etching processes. 3. Способ изготовления микроболометров с двухслойными балками по п.1, включающий изготовление КМОП структуры в активном слое полупроводника с формированием соединений и боковой полной изоляции компонентов диэлектриком, нанесение поглощающих слоев, формирование маски и вертикальное травление в ее зазорах поглощающих и диэлектрических слоев, изотропное травление активного слоя полупроводника, вертикальное травление слоя изолятора, травление подложечного полупроводника для образования в нем термоизолирующей полости, удаление маски, нанесение на все поверхности защитного диэлектрика, отличающийся тем, что травление в зазорах маски диэлектриков, активного и подложечного полупроводников проводится через дополнительную встроенную маску, в качестве которой используются проводники соединений над балками, выполненные из устойчивого к процессам травления материала. 3. A method of manufacturing microbolometers with two-layer beams according to claim 1, including the manufacture of CMOS structures in the active layer of the semiconductor with the formation of compounds and lateral complete isolation of the components by a dielectric, the application of absorbing layers, the formation of a mask and vertical etching in its gaps of the absorbing and dielectric layers, isotropic etching active semiconductor layer, vertical etching of the insulator layer, etching of the substrate semiconductor to form a thermally insulating cavity in it, mask removal, n bearing on all the surface of the protective dielectric, characterized in that the etching mask in the gaps dielectrics, semiconductors, active and epigastric conducted through an additional built-in mask, which are used as conductors compounds of beams made of a material resistant to etching processes.
RU2012104368/28A 2012-02-09 2012-02-09 Microbolometer with reinforced supporting beams and methods for production thereof RU2490751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104368/28A RU2490751C1 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Microbolometer with reinforced supporting beams and methods for production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104368/28A RU2490751C1 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Microbolometer with reinforced supporting beams and methods for production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2490751C1 true RU2490751C1 (en) 2013-08-20

Family

ID=49162994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104368/28A RU2490751C1 (en) 2012-02-09 2012-02-09 Microbolometer with reinforced supporting beams and methods for production thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2490751C1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5369280A (en) * 1990-04-26 1994-11-29 The Commonwealth Of Australia Semiconductor film bolometer thermal infrared detector
US6034374A (en) * 1996-11-08 2000-03-07 Nikon Corporation Thermal infrared sensors, imaging devices, and manufacturing methods for such sensors
US6163061A (en) * 1997-08-06 2000-12-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Infrared solid-state image sensor and manufacturing method thereof
EP1072875A1 (en) * 1999-07-26 2001-01-31 Nec Corporation Infrared detector array with microbridge stucrure
JP2001041818A (en) * 1999-07-27 2001-02-16 Sharp Corp Bolometer type infrared ray detection element and infrared ray image sensor using the same
US6359276B1 (en) * 1998-10-21 2002-03-19 Xiang Zheng Tu Microbolom infrared sensors
US6573504B2 (en) * 2000-03-30 2003-06-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Infrared sensor and manufacturing method thereof
DE102004058393A1 (en) * 2003-12-15 2005-07-07 Denso Corp., Kariya Infra red sensor, for a thermopile or bolometer, has a thin membrane supported on a substrate with an insulating film to carry an infra red absorption film as a detector
RU2386934C2 (en) * 2004-03-04 2010-04-20 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Method for manufacturing of device for detection of heat radiation comprising active microbolometre and passive microbolometre
JP2011145296A (en) * 2010-01-18 2011-07-28 Heimann Sensor Gmbh Monolithic silicon micromachining type thermopile infrared sensor

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5369280A (en) * 1990-04-26 1994-11-29 The Commonwealth Of Australia Semiconductor film bolometer thermal infrared detector
US6034374A (en) * 1996-11-08 2000-03-07 Nikon Corporation Thermal infrared sensors, imaging devices, and manufacturing methods for such sensors
US6163061A (en) * 1997-08-06 2000-12-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Infrared solid-state image sensor and manufacturing method thereof
US6359276B1 (en) * 1998-10-21 2002-03-19 Xiang Zheng Tu Microbolom infrared sensors
EP1072875A1 (en) * 1999-07-26 2001-01-31 Nec Corporation Infrared detector array with microbridge stucrure
JP2001041818A (en) * 1999-07-27 2001-02-16 Sharp Corp Bolometer type infrared ray detection element and infrared ray image sensor using the same
US6573504B2 (en) * 2000-03-30 2003-06-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Infrared sensor and manufacturing method thereof
DE102004058393A1 (en) * 2003-12-15 2005-07-07 Denso Corp., Kariya Infra red sensor, for a thermopile or bolometer, has a thin membrane supported on a substrate with an insulating film to carry an infra red absorption film as a detector
RU2386934C2 (en) * 2004-03-04 2010-04-20 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Method for manufacturing of device for detection of heat radiation comprising active microbolometre and passive microbolometre
JP2011145296A (en) * 2010-01-18 2011-07-28 Heimann Sensor Gmbh Monolithic silicon micromachining type thermopile infrared sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106098846B (en) One kind is used for non-refrigerated infrared detector and refers to pixel and its manufacture method
US7554085B2 (en) Bolometric infrared sensor having two-layer structure and method for manufacturing the same
CN102901567B (en) Thermopile infrared detector, array and preparation method of thermopile infrared detector
US7667202B2 (en) Multilayer-structured bolometer and method of fabricating the same
KR20130007618A (en) Uncooled infrared detector and methods for manufacturing the same
TWI613423B (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US7915585B2 (en) Microbolometer pixel and fabrication method utilizing ion implantation
WO2018058450A1 (en) Pixel for uncooled infrared focal plane detector and preparation method therefor
CN107063470A (en) Detection device of suspended bolometric membrane with high absorption efficiency and signal-to-noise ratio
EP2261617B1 (en) Photodetector
JP2016194507A (en) Device for detecting electromagnetic radiation possessing hermetic encapsulating structure comprising exhaust vent
CN108298495B (en) Metal anchor point filling process and thermal detection device
Svetlitza et al. CMOS-SOI-MEMS thermal antenna and sensor for uncooled THz imaging
US10981782B2 (en) Process for fabricating a device for detecting electromagnetic radiation having an improved encapsulation structure
RU2490751C1 (en) Microbolometer with reinforced supporting beams and methods for production thereof
JP4865957B2 (en) Method for manufacturing thermal infrared solid-state imaging device
CN100552982C (en) Bolometric infrared sensors and manufacture method thereof with double-layer structure
JP2008039570A (en) Thermal-type infrared solid-state imaging device and infrared camera
US20150179864A1 (en) Cmos integrated method for the fabrication of thermopile pixel with umbrella absorber on semiconductor substrate
CN106800271B (en) A kind of non-refrigerated infrared focal plane probe dot structure and preparation method thereof
JP2008082790A (en) Infrared sensor
US8822256B1 (en) Method for fabricating infrared sensors
KR101408905B1 (en) Method for fabricating MEMS devices with high response
CN107403863A (en) Thermopile IR detector and its manufacture method
JP2008209161A (en) Infrared sensor and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160127

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190210