制造包括吸气剂材料的用于检测电磁辐射的装置的方法与流程

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1.本发明的领域是用于检测电磁辐射、尤其是红外辐射或太赫兹辐射的装置的领域，该装置包括封装在密封腔中的至少一个热检测器，吸气剂材料也位于密封腔中。本发明尤其适用于红外成像和热成像领域。

背景技术：

2.用于检测电磁辐射(例如红外辐射或太赫兹辐射)的装置可以包括热检测器的矩阵，热检测器中的每个包括能够吸收待检测电磁辐射的吸收部分。
3.为了确保热检测器的隔热性，吸收部分通常采用膜的形式，膜通过锚定柱悬置在衬底之上，并通过支撑臂与衬底隔热。这些锚定柱和支撑臂还具有电气功能，将悬浮膜与通常位于衬底中的读取电路进行电气连接。
4.读取电路通常采用cmos电路的形式。它允许向热检测器施加控制信号，以及读取由热检测器响应于待检测电磁辐射的吸收而产生的检测信号。读取电路包括由金属线形成的各种电互连级别，所述金属线通过被称为金属间层的介电层彼此分离。读取电路的至少一个电连接垫被设置在衬底上，使得可以从检测装置的外部与衬底接触。
5.文件ep2581339a1描述了检测装置的一个示例，所述检测装置的封装结构包括两个相互连通的腔体，即热检测器所在的第一腔体和吸气剂材料所在的第二腔体，该吸气剂材料确保腔体内的气体泵送。然而，由相同封装结构限定的两个腔体的这种布置导致吸气剂材料的活性区域特别小，这可能导致检测装置的性能降低，并且还导致不适用于相同密封腔包含多个热检测器的情况。
6.文件ep3239670a1描述了一种用于通过矿物牺牲层制造检测装置的方法，该矿物牺牲层随后通过湿化学蚀刻去除。吸气剂材料的一部分位于吸收膜下，并且被薄的含碳牺牲层保护以免受湿化学蚀刻影响，然后所述含碳牺牲层通过干化学蚀刻去除。薄的含碳牺牲层尤其可以由非晶态碳或聚酰亚胺制成。然而，一方面，需要改进在制造方法中的各个阶段、尤其是在平面化步骤中获得的叠层的机械强度，并且，另一方面，需要在通过湿化学蚀刻去除矿物牺牲层期间加强对吸气剂材料的保护。

技术实现要素：

7.本发明的目的是至少部分地弥补现有技术的缺陷，更特别地，是提出一种制造用于检测电磁辐射的装置的方法，其包括以下步骤：
8.o在衬底上产生至少一个热检测器，该至少一个热检测器由至少一个矿物牺牲层覆盖，该至少一个矿物牺牲层由能够通过第一化学蚀刻去除的矿物材料制成；
9.o在衬底上产生由具有吸气效应的金属材料制成的吸气剂部分，该吸气剂部分被由对第一化学蚀刻是惰性的并且能够通过第二化学蚀刻去除的含碳材料制成的含碳牺牲层覆盖；
10.o产生薄封装层，所述薄封装层包括位于矿物牺牲层上和含碳牺牲层上的顶部部
分，以及延伸通过矿物牺牲层并包围热检测器和吸气剂部分的外围部分；
11.o通过第一化学蚀刻去除矿物牺牲层；
12.o通过第二化学蚀刻去除含碳牺牲层。
13.根据本发明，吸气剂部分被设置为与衬底接触并且在平行于衬底的平面中与热检测器相距一定距离。
14.此外，产生含碳牺牲层的步骤在产生热检测器的步骤之后执行，该步骤包括：
15.·
产生延伸通过矿物牺牲层并且通向衬底的通孔。吸气剂部分位于通孔中，与横向边界相距一定距离，该横向边界由矿物牺牲层限定，并在平行于衬底的平面中界定通孔。换句话说，吸气剂部分不与围绕其的矿物牺牲层接触。
16.·
沉积含碳牺牲层，以覆盖位于通孔中的吸气剂部分，并将其围绕在平行于衬底的平面中，并完全填充通孔。换句话说，矿物牺牲层在平行于衬底的平面中并沿着与衬底正交的轴线覆盖吸气剂部分的自由面并与所述自由面接触。吸气剂部分位于衬底上，并由含碳牺牲层封装。
17.最后，薄封装层的顶部部分位于矿物牺牲层上和含碳牺牲层上。
18.以下是该方法的某些首选但非限制性方面。
19.吸气剂部分可以设置在热检测器与薄封装层的外围部分之间。
20.外围部分可以包括内表面，该内表面朝向热检测器定向，并与含碳牺牲层接触。
21.矿物牺牲层和含碳牺牲层可以具有与衬底相对的共面的顶面。
22.矿物材料可以至少包括氧化硅或氮化硅，第一化学蚀刻可以是气相蚀刻。
23.含碳材料可以选自无定形碳和聚酰亚胺，第二化学蚀刻可以是通过氧等离子体进行的干蚀刻。
24.具有吸气效应的金属材料可以选自钛、锆、钒、铬、钴、铁、锰、钯、钡和/或铝，以及这些金属的合金。
25.该方法可以包括产生穿过薄封装层的顶部部分的至少一个第一释放通风口和至少一个第二释放通风口，第一释放通风口通向矿物牺牲层，第二释放通风口通向含碳牺牲层。
26.第一释放通风口和第二释放通风口可以在第一化学蚀刻之前产生，薄封装层的顶部部分之下的含碳牺牲层与矿物牺牲层接触。
27.薄封装层还可以包括内部部分，该内部部分从顶部部分朝衬底的方向延伸，并且位于矿物牺牲层与含碳牺牲层之间，使得薄封装层的顶部部分之下的含碳牺牲层与薄封装层的顶部部分、外围部分和内部部分接触。
28.产生第二释放通风口的步骤除了可以包括形成通向含碳牺牲层的至少一个第二释放通风口之外，还可以包括形成与内部部分垂直的至少一个通风口，所述至少一个通风口至少局部地中断内壁与顶部部分之间的物理连接的中断，从而确保在第二化学蚀刻之后，热检测器所在的第一空间与吸气剂部分所在的第二空间之间的连通。
29.内部部分可以与含碳部分接触，所述含碳部分设置为与衬底接触并且由含碳材料制成，所述含碳材料对第一化学蚀刻是惰性的并且能够通过第二化学蚀刻去除，使得第二化学蚀刻确保去除含碳牺牲层并释放吸气剂部分，并且确保去除含碳部分并确保热检测器所在的第一空间与吸气剂部分所在的第二空间之间的连通。
30.可以同时产生多个热检测器，所述多个热检测器中的每个包括适于吸收待检测电磁辐射的膜，所述膜通过锚定柱悬置在衬底之上，并通过支撑臂与衬底热绝缘。
31.此外，薄封装层的顶部部分可以位于矿物牺牲层上并与所述矿物牺牲层接触，并且可以位于含碳牺牲层上并与所述含碳牺牲层接触。
附图说明
32.通过阅读本发明的优选实施例的以下详细描述时，本发明的其他方面、目的、优点和特征将变得更加明显，本说明书以非限制性示例的方式并参考附图给出，其中：
33.图1a至图1f是根据第一实施例的用于制造检测装置的方法的不同步骤的示意性局部横截面图；
34.图2a至图2f是根据第二实施例的用于制造检测装置的方法的不同步骤的示意性局部横截面图；
35.图3a至图3e是根据第二实施例的变体的用于制造检测装置的方法的不同步骤的以横截面的示意性局部横截面图。
具体实施方式
36.在附图和说明书的其余部分中，相同的参考表示相同或类似的元件。此外，各种元件没有按比例显示，以提高附图的清晰度。此外，各种实施例和变体不是相互排斥的，并且可以彼此组合。除非另有说明，否则术语“基本上”、“大约”和“约”表示在10％以内，优选在5％以内。此外，除非另有说明，术语“在
……
和
……
之间”及其等同物意味着包含了边界。
37.本发明涉及一种制造适于检测红外辐射或太赫兹辐射的用于检测电磁辐射的装置的方法。它包括旨在位于密封腔中的至少一个热检测器，以及具有吸气效应的材料，该材料位于密封腔内的衬底上。这种具有吸气效应的材料是暴露于密封腔的大气的材料，并且能够通过吸收和/或吸附来进行气体泵送。所述材料是可以选自钛、锆、钒、铬、钴、铁、锰、钯、钡和/或铝的金属，或者是这些金属的合金，诸如tizrv。
38.制造方法包括通过被称为矿物牺牲层的至少一个牺牲层来产生热检测器的步骤。这种矿物牺牲层由矿物或无机材料制成。这里是一种硅基介电材料，其还允许产生读取电路的金属间介电层，即电绝缘材料，其介电常数或相对介电常数例如低于或等于3.9，允许限制互连之间的寄生电容。该矿物材料不包括任何含碳链，并且可以是氧化硅siox或氮化硅si
x
ny，或者诸如sioc、sioch之类的有机硅材料，或者诸如siof之类的氟化物玻璃类型的材料。矿物牺牲层可通过湿化学蚀刻去除，诸如以酸性介质的形式的化学蚀刻，例如使用气相(hf蒸气)。“湿法蚀刻”通常是指蚀刻剂处于液相或气相，这里优选是气相。
39.制造方法还包括用于产生牺牲层的步骤，该牺牲层被称为含碳牺牲层，并且能够在湿化学蚀刻(诸如hf蒸气蚀刻)的步骤期间保护吸气剂材料，该湿化学蚀刻被执行以去除矿物牺牲层。该含碳牺牲层包括含碳材料，即由至少一种类型的包括碳原子的化学物质形成的材料。因此，它可以涉及诸如无定形碳之类的矿物材料，可选地为dlc(英文为diamond like)类型，或者是诸如聚酰亚胺之类的有机材料。dlc类型的碳是具有碳sp3的高杂化率的无定形碳。优选地，含碳材料不包含任何硅，从而避免在去除该牺牲层的步骤后存在任何残余物。因此，含碳牺牲层相对于被执行以去除矿物牺牲层所进行的湿化学蚀刻基本上是惰
性的。“基本上是惰性的”是指含碳材料几乎不与在去除矿物牺牲层的步骤中使用的蚀刻剂发生反应，或者只发生轻微反应，从而在该去除步骤结束时，含碳牺牲层仍然完全覆盖吸气剂材料。含碳牺牲层还可以通过化学蚀刻去除，诸如干化学蚀刻，其蚀刻剂例如为包含在等离子体中的氧气。
40.图1a至图1f示出了根据第一实施例的用于制造检测装置的方法的各个步骤。仅显示了检测装置的一部分。举例来说，热检测器20在这里适于检测lwir(英文为long wavelength infrared)范围内的红外辐射，其波长为约8μm至14μm。检测装置包括位于同一密封腔1中的一个或更多个热检测器20，在此优选包括相同的热检测器20的矩阵，所述热检测器连接到位于衬底10(因此称为读取衬底)中的读取电路。因此，热检测器20形成敏感像素，该敏感像素周期性设置，并且在读取衬底10的平面中的横向尺寸可以为约几十微米，例如等于约10μm或更小。
41.在此和说明书的其余部分定义了三维直接坐标系xyz，其中，xy平面基本上平行于读取衬底10的平面，z轴沿着与读取衬底10的平面基本正交的方向朝热检测器20的方向定向。术语“垂直的”和“垂直地”应理解为相对于基本上平行于z轴的定向，术语“水平的”和“水平地”应理解为相对于基本上平行于(x,y)平面的定向。此外，术语“底部”和“顶部”应理解为相对于在沿着+z方向远离读取衬底10时增加的位置。
42.参考图1a，在读取衬底10上产生热检测器20的矩阵，使得热检测器被矿物牺牲层15覆盖。
43.读取衬底10是基于硅的，并且由包含读取电路(未示出)的载体衬底形成，该读取电路适于控制和读取热检测器20。读取电路在此采用cmos集成电路的形式。该读取电路尤其包括通过由介电材料制成的金属间绝缘层彼此分离的导电线的部分，所述介电材料例如为诸如氧化硅sio
x
或氮化硅sin
x
之类的硅基矿物材料。
44.读取衬底10可以包括朝向每个热检测器20放置的反射器11。反射器11可以由最后一个互连级别的导电线的一部分形成，该导电线由适于反射待检测电磁辐射的材料制成。所述反射器朝向热检测器20的吸收膜21，并旨在形成与待检测电磁辐射相关的四分之一波干扰腔。
45.最后，读取衬底10在此包括保护层12，以便尤其覆盖顶部金属间绝缘层。该保护层12在此对应于蚀刻停止层，该蚀刻停止层由对随后用于去除矿物牺牲层14、15的化学蚀刻剂(例如以气相形式的hf介质)基本上是惰性的材料制成。因此，该保护层12形成密封且化学惰性的层，该层是电绝缘的，以防止锚定柱22之间的任何短路。因此，所述保护层可以在去除矿物牺牲层14、15的该步骤期间防止底层金属间绝缘层被蚀刻。所述保护层可以由氧化铝或氮化铝、三氟化铝或无意掺杂的非晶硅形成。
46.然后在读取衬底10上产生热检测器20。这些产生步骤与尤其在文件ep3239670a1中描述的产生步骤相同或相似。在此，热检测器20是微测辐射热计，微测辐射热计中的每个包括吸收膜21，即能够吸收待检测电磁辐射的吸收膜，该吸收膜通过锚定柱22悬置在读取衬底10之上，并通过支撑臂与读取衬底热绝缘。获得吸收膜21通常通过表面微加工技术获得，该技术包括通过第一矿物牺牲层14产生锚定柱22，以及在第一牺牲层的顶面上产生隔热臂和吸收膜21。每个吸收膜21还包括测温换能器，例如热敏电阻材料，其通过提供在隔热臂和锚定柱22中设置的电连接件连接到读取电路。接下来，沉积第二矿物牺牲层15，其优选
具有与第一矿物牺牲层14相同的特性。矿物牺牲层15覆盖矿物牺牲层14和热检测器20。
47.参考图1b，产生含碳牺牲层17，该含碳牺牲层覆盖放置在读取衬底10上的吸气剂材料，并且在此与所述读取衬底接触。
48.为此，通过光刻和蚀刻产生延伸通过矿物牺牲层14、15直到通向读取衬底10的通孔16。优选地，该通孔16不通向热检测器20的任一个的一部分。因此，热检测器20仍被矿物牺牲层14、15完全覆盖。通孔16在xy平面中由矿物牺牲层14、15限定的横向边界16.1界定。其横向尺寸大于所需吸气剂部分13的横向尺寸。举例来说，对于宽度为几十到几百微米、甚至毫米、例如等于约100μm的吸气剂部分13，通孔16的宽度可以为几十到几百微米，例如等于约150μm。因此，吸气剂部分13与通孔的横向边界16.1之间在xy平面中的距离限定了hf蒸气蚀刻期间含碳牺牲层17对吸气剂部分13的保护尺寸。如果含碳牺牲层17不是如文件ep3239670a1中所示的保护尺寸约为0.5μm的薄层，则在此保护尺寸可能为几十微米或者几百微米。
49.然后产生吸气剂部分13，该吸气剂部分位于通孔16中，并放置在读取衬底10上，在此与所述读取衬底接触。为此，沉积吸气剂材料的薄层，使延伸与读取衬底10接触。吸气剂材料的薄层也可以延伸到矿物牺牲层15的顶面上，并延伸到通孔16的横向边界16.1上。然后，例如通过局部蚀刻去除位于矿物牺牲层15的顶面和通孔16的横向边界16.1上的薄吸气剂层的部分。还去除了位于读取衬底10上且与横向边界16.1接触的薄吸气剂层的外围区域，以便仅保留中心部分。因此，该中心部分位于读取衬底10上，并且位于与xy平面中的矿物牺牲层14、15的相距非零距离处。换句话说，吸气剂部分13相对于热检测器20在xy平面中偏移地设置，并且其不如文件ep3239670a1中一样沿z轴与它们相对(即与它们垂直)地定位，既不完全也不部分地定位。因此，吸气剂部分13位于xy平面中与热检测器20(即与吸收膜和锚定柱)相距一定距离处，并且因此位于xy平面中与其相距非零距离处。
50.然后，通孔16完全填充有完全覆盖吸气剂部分13的含碳牺牲层17。如果该层的厚度允许完全填充通孔16，则该层被称为厚层。因此，它可以由聚酰亚胺或无定形碳制成，在此是由聚酰亚胺制成的。因此，含碳牺牲层17沿z轴覆盖吸气剂部分13，并在xy平面中完全包围该吸气剂部分。因此，含碳牺牲层17将能够确保在化学蚀刻期间(例如以气相形式的hf酸)保护吸气剂部分13，随后在去除矿物牺牲层14、15期间实施。然后，xy平面中的保护尺寸可能约为几十到几百微米。然后去除覆盖矿物牺牲层15的含碳牺牲层17的部分，以获得由矿物牺牲层15和由含碳牺牲层17限定的平面顶面。
51.参考图1c，封装结构30的薄封装层31随后以与文件ep3239670a1中描述的方式相似的方式产生。封装结构30的各种薄层对待检测电磁辐射是透明的。使用传统的光刻技术，然后局部蚀刻矿物牺牲层14和15，直到通向读取衬底10，甚至通向吸气剂部分13的表面未被覆盖为止。尽管如此，被蚀刻的区域在此以连续且封闭的周边沟槽的形式围绕热检测器20和至少部分吸气剂部分13。
52.然后，例如使用化学气相沉积(cvd，英文为chemical vapor deposition)对薄封装层31(此处为非晶硅)进行保形沉积，该薄封装层延伸到矿物牺牲层15上和含碳牺牲层17上并进入沟槽。薄封装层31包括延伸到热检测器20和吸气剂部分13之上并与所述热检测器和吸气剂部分相距一定距离的顶部部分31.1(也称为顶壁)，以及在xy平面中连续包围热检测器20和吸气剂部分13并且随后界定密封腔1在xy平面中的外围部分31.2(也称为外围
壁)。因此，顶壁31.1位于矿物牺牲层15上和含碳牺牲层17上并与所述矿物牺牲层和含碳牺牲层接触。外围壁31.2被放置为优选使其内表面朝向与含碳牺牲层17接触的热检测器20定向。
53.然后，通过光刻和蚀刻在薄封装层31中产生形成释放通风口的通孔32.1、32.2，该释放通风口旨在允许各种牺牲层从腔体中排出。第一通风口32.1沿z轴被定位成与矿物牺牲层14、15相对，并放置在例如吸收膜21之上，并且优选地，至少一个第二通风口32.2沿z轴被定位成与含碳牺牲层17相对。
54.参考图1d，在此通过使用气相蚀刻的湿化学蚀刻，执行适于去除两个矿物牺牲层14、15的第一化学蚀刻。化学反应的产物通过第一释放通风口32.1排出。该湿化学蚀刻是各向同性的，获得吸收膜21的悬置，并且释放锚定柱22。第一化学蚀刻是选择性的，从而不会去除含碳牺牲层17，由此完全保护吸气剂部分13不受hf蒸气蚀刻的影响。因此，含碳牺牲层17被释放，即其最初与矿物牺牲层14、15接触的表面现在是自由的。它覆盖吸气剂部分13，并在xy平面中完全包围所述吸气剂部分。因此，薄封装层31的顶壁31.1部分地位于含碳牺牲层17上。
55.参考图1e，执行第二化学蚀刻，该第二化学蚀刻适用于去除含碳牺牲层17，从而释放吸气剂部分13。化学蚀刻在这里是一种干化学蚀刻，其蚀刻剂在此是存在于等离子体中的氧气。这种干法化学腐蚀是各向同性的，释放结构的完整性得以保持，同时便于蚀刻剂通过释放通风口32.1、32.2进入腔体。因此，吸气剂部分13被释放，即其具有自由(未涂覆)表面，因此暴露于腔体的大气中。
56.参考图1f，封闭层33沉积在薄封装层31上，具有足够的厚度，以确保各种释放通风口32.1、32.2封闭，即堵塞。封闭层33对待检测电磁辐射是透明的，并且可以由厚度约为1.7μm的锗制成。然后沉积允许优化电磁辐射通过封装结构30的传输的抗反射层34。该抗反射层34可以由厚度约为1.2μm的硫化锌制成。由此获得真空或低压下的密封腔1，其中容纳有热检测器20和吸气剂部分13。
57.然后，通过在烤箱或烘箱中对检测装置进行适当的热处理来激活吸气剂部分13的化学吸附，从而使吸气剂材料与密封腔1中存在的残余气体分子反应，从而形成稳定的化合物。由此在密封腔1内获得持续或降低的真空水平，从而延长检测装置的使用寿命。
58.因此，制造方法允许获得包括一个或更多个热检测器20和吸气剂部分13的检测装置，其均位于密封腔1中。吸气剂部分13位于xy平面中与热检测器相距一定距离处，即位于xy平面中相对于热检测器20的偏移(非零距离)处，并且优选地位于热检测器20与薄封装层31的外围壁31.2之间。它被厚的含碳牺牲层保护，以防止第一化学蚀刻，该厚的含碳牺牲层与矿物牺牲层14、15一起参与沿z轴支撑薄封装层31。
59.在连续进行cmp步骤以使各种沉积的矿物牺牲层14、15的顶面平坦化期间，保留矿物牺牲层14、15的机械保持。这由此避免了文件ep3239670a1中提到的机械脆弱性，该机械脆弱性突出显示了吸气剂部分13位于热检测器20之下，并由聚酰亚胺制成的薄含碳牺牲层保护的配置。实际上，在本发明的上下文中，矿物牺牲层14、15不位于含碳牺牲层17上，该含碳牺牲层位于穿过矿物牺牲层14、15延伸的通孔16中。
60.此外，只要吸气剂部分13由厚的含碳牺牲层而不是薄的含碳牺牲层保护，则吸气剂部分13的完整性也得以保持，使得保护的尺寸可以大得多。在本发明的上下文中，含碳牺
牲层17是在xy平面中完全包围吸气剂部分13的厚层(而非薄层)。它可以由聚酰亚胺或无定形碳制成。保护尺寸可能约为几十微米甚至几百微米，这大大改善了吸气剂部分13的保护。它被用以确保在沉积薄封装层31期间支撑该薄封装层的一部分。此外，吸气剂部分13不像文件ep3239670a1中的情况那样定位成面对吸收膜21，这允许使用更大的吸气剂材料的面积。此外，吸气剂材料可能仅取决于其化学吸附特性来选择，而不取决于光学反射器的补充特性。因此，可以选择具有高化学吸附性能的吸气剂材料。
61.图2a至图2f示出了根据第二实施例的用于制造检测装置的方法的各个步骤。仅显示了检测装置的一部分。该实施例与上述实施例的主要区别在于，薄封装层31包括内部部分31.3(也称为内壁)，该内部部分位于矿物牺牲层14、15与含碳牺牲层17之间，并且相对于第一化学蚀刻确保含碳牺牲层17的物理保护。
62.参考图2a，在读取衬底10上产生热检测器20的矩阵，使得它们被矿物牺牲层15覆盖。该步骤类似于参考图1a所述的步骤，与此不同之处在于，在沉积矿物牺牲层14和产生吸收膜21之前，在保护层12上产生吸气剂部分13。因此，吸气剂部分13被定位成相对于热检测器20在xy平面中偏移，并被两个矿物牺牲层14、15覆盖。然而，应当注意的是，吸气剂部分13的产生在此也可以在产生吸收膜21并且沉积牺牲层15之后实现。
63.参考图2b，然后以类似于参考图1b所述的方式产生封装结构30的薄封装层31。然而，内壁31.3在xy平面中延伸，以便将含碳牺牲层17与矿物牺牲层14、15分离。因此，其具有与矿物牺牲层14、15接触的面，以及与含碳牺牲层17接触的相对面。它与读取衬底10接触放置，并沿z轴连接薄封装层31的顶壁31.1。因此，内壁31.3与外围壁31.2界定了与热检测器20所在的空间1.1分离的密封空间1.2。
64.然后在薄封装层31中通过光刻和蚀刻产生通孔32.1，该通孔形成第一释放通风口，该第一释放通风口旨在允许矿物牺牲层14、15从腔体中排出。这些第一通风口32.1沿z轴被定位成与矿物牺牲层14、15相对，例如位于吸收膜21之上。优选地，在该阶段不产生通向含碳牺牲层17的第二通风口32.2。
65.参考图2c，在此通过使用hf蒸气蚀刻的湿化学蚀刻执行第一化学蚀刻，以去除两个矿物牺牲层14、15。化学反应的产物通过第一释放通风口32.1排出。因此，与第一实施例不同，通过内壁31.3提供的物理保护，含碳牺牲层17被完全保护。在湿化学蚀刻导致含碳牺牲层17的部分蚀刻的情况，含碳牺牲层在此被完全保留。
66.参考图2d，然后产生一个或更多个第二释放通风口32.2，该一个或更多个第二释放通风口旨在允许从含碳牺牲层17所在的空间1.2中排出含碳牺牲层17。这些第二个通风口32.2沿z轴被定位成与含碳牺牲层17相对。至少一个第二通风口32.2被定位成与内壁31.3垂直，以便连续地或局部地断开所述内壁与顶壁31.1的物理连接。该步骤使用随后被去除的光刻胶18通过光刻和蚀刻来执行。该光刻胶18具有粘度特性，使其不会渗透到通风口32.1中。
67.参考图2e，执行适于去除含碳牺牲层17并释放吸气剂部分13的第二化学蚀刻。这里的化学蚀刻是一种干化学蚀刻，其蚀刻剂在这里是等离子体中存在的氧气。来自含碳牺牲层17的蚀刻产物基本上通过第二通风口32.2排出。因此，存在热检测器20所在的空间1.1与吸气剂部分13所在的空间1.2之间的连通。
68.参考图2f，然后将封闭层33沉积在薄封装层31上，以确保封闭(即堵塞)各种释放
通风口32.1、32.2。然后，沉积抗反射层34。然后通过热处理激活吸气剂部分13的化学吸附。
69.因此，通过产生密封空间1.2，该密封空间尤其由薄封装层31的内壁31.3形成，且含碳牺牲层17和由此的吸气剂部分13位于该密封空间中，从而防止含碳牺牲层17不会被湿化学蚀刻(在此为hf蒸气蚀刻)降解，并且吸气剂部分13相对于该蚀刻的保护得到进一步改善。当含碳牺牲层17可以与第一化学蚀刻中使用的蚀刻剂轻微反应时，该实施例是尤其有利的。
70.图3a至图3e示出了根据第二实施例的变体的用于制造检测装置的方法的各个步骤。仅示出了检测装置的一部分。该变体与第二实施例的不同之处在于，该装置用于确保热检测器20所在的空间1.1与含碳牺牲层17和吸气剂部分13所在的空间1.2之间的连通。
71.参考图3a，在热检测器20与吸气剂部分13之间的读取衬底10上和与该读取衬底接触时，预先产生另一含碳牺牲层17的部分，称为含碳部分19。该含碳部分19由含碳材料制成，该含碳材料对第一化学蚀刻(在此为hf蒸气蚀刻)基本上是惰性的，并且能够通过第二化学蚀刻(在此为o2等离子体)去除。它可以由与含碳牺牲层17相同的材料制成，也可以由不同的材料制成。在本示例中，含碳部分19由无定形碳制成，含碳牺牲层17由聚酰亚胺制成。薄封装层31包括与第二实施例中所述相似的内壁31.3，但其与含碳部分19接触，并沿z轴连接顶壁31.1。
72.参考图3b，在此通过使用hf蒸气蚀刻的湿化学蚀刻执行第一化学蚀刻以去除两个矿物牺牲层14、15。化学反应的产物通过第一释放通风口32.1排出。只要含碳部分19相对于hf蒸气蚀刻是惰性的，则在内壁31.3与读取衬底10之间的物理连接不存在中断。因此，含碳牺牲层17仍然完全保留。
73.参考图3c，然后产生一个或更多个第二释放通风口32.2，该一个或更多个第二释放通风口旨在允许从含碳牺牲层17所在的空间1.2中排出含碳牺牲层17。这些第二通风口32.2沿z轴被定位成与含碳牺牲层17相对。然而，与图2d不同的是，没有产生被定位成与内壁31.3垂直的通风口，从而中断所述内壁与顶壁31.1的物理连接。通过去除含碳部分19，将确保物理连接的中断。
74.参考图3d，执行第二化学蚀刻以去除含碳牺牲层17并释放吸气剂部分13，但也去除含碳部分19。来自含碳牺牲层17的蚀刻产物通过第二通风口32.2排出。因此，存在热检测器20所在的空间1.1与吸气剂部分13所在的空间1.2之间的连通，这种连通不是通过内壁31.3与顶壁31.1之间没有物理连接来执行，而是通过内壁31.3与读取衬底10之间的物理连接的不存在来执行。这种物理连接的不存在可能沿着内壁31.3连续，也可能不连续。
75.参考图3e，然后将封闭层33沉积在薄封装层31上，以确保封闭(即堵塞)各种释放通风口32.1、32.2。然后，沉积抗反射层34。然后通过热处理激活吸气剂部分13的化学吸附。
76.刚刚描述了特定实施例。各种修改和变体对于本领域技术人员来说是显而易见的。
77.因此，一般来说，如两个实施例所示，产生吸气剂部分13的步骤可以在产生热检测器20的步骤之前或之后执行。此外，吸气剂部分13可以在xy平面中横向延伸，使得外围壁31.2与所述吸气剂部分接触，从而改善封装结构30与读取衬底10的粘附性。

技术特征：

1.一种制造用于检测电磁辐射的装置的方法，其包括以下步骤：o在衬底(10)上产生至少一个热检测器(20)，所述至少一个热检测器由至少一个矿物牺牲层(14、15)覆盖，所述至少一个矿物牺牲层由能够通过第一化学蚀刻去除的矿物材料制成；o产生延伸通过矿物牺牲层(14、15)并且通向所述衬底(10)的通孔(16)；o产生由具有吸气效应的金属材料制成的吸气剂部分(13)，所述吸气剂部分设置在衬底(10)上并与所述衬底接触，并且与平行于所述衬底(10)的平面中的热检测器(20)相距一定距离；
·
所述吸气剂部分(13)位于通孔(16)中，与横向边界(16.1)相距一定距离，所述横向边界由矿物牺牲层(14、15)限定，并在平行于所述衬底(10)的平面中界定所述通孔(16)；o产生由对第一化学蚀刻是惰性的并且能够通过第二化学蚀刻去除的含碳材料制成的含碳牺牲层(17)，
·
以便覆盖所述吸气剂部分(13)，并且在平行于所述衬底的平面中包围所述吸气剂部分，并且完全填充所述通孔(16)；o产生薄封装层(31)，所述薄封装层包括：顶部部分(31.1)和外围部分(31.2)；所述顶部部分位于矿物牺牲层(15)上和含碳牺牲层(17)上；所述外围部分延伸通过矿物牺牲层(14、15)并包围热检测器(20)和吸气剂部分(30)；o通过所述第一化学蚀刻去除矿物牺牲层(14、15)；o通过所述第二化学蚀刻去除含碳牺牲层(17)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸气剂部分(13)设置在热检测器(20)与薄封装层(31)的外围部分(31.2)之间。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述外围部分(31.2)包括内表面，所述内表面朝向所述热检测器(20)定向，并与所述含碳牺牲层(17)接触。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述矿物牺牲层(15)和含碳牺牲层(17)具有与所述衬底(10)相对的共面的顶面。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述矿物材料至少包括氧化硅或氮化硅，并且所述第一化学蚀刻是气相蚀刻。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述含碳材料选自无定形碳和聚酰亚胺，并且所述第二化学蚀刻是由氧等离子体进行的干蚀刻。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，具有吸气效应的所述金属材料选自钛、锆、钒、铬、钴、铁、锰、钯、钡和/或铝，以及这些金属的合金。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述方法包括产生穿过所述薄封装层(31)的顶部部分(31.1)的至少一个第一释放通风口(32.1)和至少一个第二释放通风口(32.2)，所述第一释放通风口(32.1)通向矿物牺牲层(15)，所述第二释放通风口(32.2)通向含碳牺牲层(17)。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一释放通风口(32.1)和所述第二释放通风口(32.2)在第一化学蚀刻之前产生，所述薄封装层(31)的顶部部分(31.1)之下的含碳牺牲层(17)与所述矿物牺牲层(15)接触。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述薄封装层(31)还包括内部部分(31.3)，所述
内部部分从顶部部分(31.1)朝衬底(10)的方向延伸，并且位于所述矿物牺牲层(14、15)与含碳牺牲层(17)之间，使得所述薄封装层(31)的顶部部分(31.1)之下的含碳牺牲层(17)与所述薄封装层(31)的顶部部分(31.1)、外围部分(31.2)和内部部分(31.3)接触。11.根据权利要求10所述的方法，其中，产生所述第二释放通风口(32.2)的步骤除了包括形成通向所述含碳牺牲层(17)的至少一个第二释放通风口(32.2)之外，还包括形成与所述内部部分(31.3)垂直的至少一个通风口(32.2)，所述至少一个通风口至少局部地中断内壁(31.3)与顶部部分(31.1)之间的物理连接，从而确保在第二化学蚀刻之后，所述热检测器(20)所在的第一空间(1.1)与所述吸气剂部分(13)所在的第二空间(1.2)之间的连通。12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述内部部分(31.3)与含碳部分(19)接触，所述含碳部分被设置为与衬底(10)接触并且由含碳材料制成，所述含碳材料对第一化学蚀刻是惰性的并且能够通过第二化学蚀刻去除，使得所述第二化学蚀刻去除所述含碳牺牲层(17)并释放吸气剂部分(13)，并且去除所述含碳部分(19)并形成热检测器(20)所在的第一空间(1.1)与吸气剂部分(13)所在的第二空间(1.2)之间的连通。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，同时产生多个热检测器(20)，所述多个热检测器中的每个包括适于吸收待检测电磁辐射的膜，所述膜通过锚定柱(22)悬置在所述衬底(10)之上，并通过支撑臂与所述衬底热绝缘。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述薄封装层(31)的顶部部分(31.1)位于矿物牺牲层(15)上并与所述矿物牺牲层接触，并且位于含碳牺牲层(17)上并与所述含碳牺牲层接触。

技术总结

本发明涉及一种用于制造检测装置的方法，该检测装置包括由矿物牺牲层(14、15)覆盖的至少一个热检测器(20)、由含碳牺牲层(17)覆盖的至少一个吸气剂部分(13)、以及包围热检测器和吸气剂部分的薄封装层(31)。制造方法包括产生延伸通过矿物牺牲层(14、15)并且通向衬底(10)的通孔(16)的步骤，以及沉积含碳牺牲层(17)以便覆盖位于通孔(16)中的吸气剂部分(13)并完全填充通孔(16)的步骤。全填充通孔(16)的步骤。全填充通孔(16)的步骤。