[发明专利]双层可见光红外混合成像探测器像元结构及其制备方法

摘要

本发明提供了双层可见光红外混合成像探测器像元结构及其制备方法，包括：衬底；位于衬底下表面的可见光感应区域、金属互连以及位于衬底上表面的红外感应区域；红外感应区域包括：第一、第二红外感应结构、接触沟槽结构、支撑部件、介质层；第一红外感应结构位于介质层上；第一红外感应结构与第二红外感应结构都与接触沟槽结构相连，接触沟槽结构与金属互连相连，通过接触沟槽结构将第一红外感应结构和第二红外感应结构所形成的电信号传输到金属互连；第一红外感应结构下方的衬底中具有第一空腔，第二红外感应结构与第一红外感应结构之间具有第二空腔；支撑部件与第二红外感应结构之间具有第三空腔；具有第四释放孔的介质层下方的衬底中具有第四空腔。

主权项

1.一种双层可见光红外混合成像探测器像元结构，其特征在于，包括：一半导体衬底，作为可见光过滤层；可见光感应区域，位于所述半导体衬底下表面，所述可见光感应区域包括可见光感应部件和接触部件；金属互连，位于所述半导体衬底下表面；所述金属互连与所述可见光感应区域的所述接触部件相连；红外感应区域，位于半导体衬底上表面，并且具有双层红外感应结构，其包括：第一空腔，位于所述半导体衬底中；介质层，覆盖于所述第一空腔和所述半导体衬底上表面；位于所述半导体衬底上表面的所述介质层中具有第一释放孔，所述第一释放孔下方的所述半导体衬底中具有第二空腔；接触沟槽结构，位于所述第一空腔两侧的所述介质层中；接触孔，其顶部与所述接触沟槽结构相连，其底部与所述金属互连相连；第一红外感应结构，位于所述第一空腔上方的所述介质层上，所述第一红外感应结构边缘与所述接触沟槽结构相连；所述第一红外感应结构和所述第一红外感应结构下方的所述介质层中具有第二释放孔；第二红外感应结构，位于所述第一红外感应结构之上，且所述第二红外感应结构边缘与所述接触沟槽结构相连；所述第二红外感应结构与所述第一红外感应结构之间构成第三空腔；支撑部件，位于所述第二红外感应结构的外围且与所述第二红外感应结构不接触；所述支撑部件的两侧具有支撑孔，所述支撑部件的顶部具有第三释放孔；所述支撑孔底部位于所述接触沟槽结构外侧的所述介质层上；所述支撑部件与所述第二红外感应结构之间具有第四空腔，并且所述第二红外感应结构和所述支撑部件之间具有连通的空隙；所述支撑部件的内表面具有红外反射材料或者整个所述支撑部件为红外反射材料；其中，可见光和红外光从所述半导体衬底下表面射入，通过所述可见光感应区域，部分所述可见光被所述可见光感应部件吸收；经所述半导体衬底过滤掉可见光后，红外光透过所述半导体衬底之后进入所述第一空腔，然后进入所述第一红外感应结构且部分所述红外光被所述第一红外感应结构吸收；未被所述第一红外感应结构吸收的红外光继续穿过所述第三空腔进入所述第二红外感应结构且部分所述红外光被所述第二红外感应结构吸收；未被所述第二红外感应结构吸收的红外光进入所述第四空腔，然后被所述红外反射材料反射回到所述第二红外感应结构，进而被所述红外感应结构吸收。