与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法，与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构包括衬底、电路处理模块、微桥结构和悬垂电极组；悬垂电极组包括间隔设置的第一悬垂电极和第三悬垂电极，第一悬垂电极和第三悬垂电极均沿第一方向延伸，第一方向与微桥结构垂直，第三悬垂电极包括沟道层、源电极和漏电极，源电极和漏电极位于沟道层沿第一方向的相对两侧，第一悬垂电极作为第一栅电极，与沟道层相对设置。本发明专利技术在芯片内形成空气隙晶体管，提升对红外光强度感应的灵敏度。灵敏度。灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]红外探测器是一种热探测器，其原理是利用微结构吸收外界物体辐射的红外线，并产生电阻、电压等信号的变化，再利用读出电路将信号放大处理，得到对外界物体辐射红外信号强弱的探测。
[0003]相关技术中，红外敏感结构吸收红外光产生热应力导致变形，使两极板之间的电容发生变化，利用标准CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）电路的谐振电路来检知电阻电容的变化信号，从而生成可见光和所需长波波段的混合成像，实现红外探测。
[0004]但是，上述技术方案对红外光强度感应的灵敏度不高。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中提到的至少一个问题，本专利技术提供一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构及其制备方法，在芯片内形成空气隙晶体管，提升对红外光强度感应的灵敏度。
[0006]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，包括衬底、电路处理模块、微桥结构和悬垂电极组；所述衬底上设置有所述电路处理模块；所述微桥结构通过支撑件与所述衬底间隔设置，所述微桥结构包括红外吸收层和金属电极层；所述悬垂电极组布置于所述衬底与所述微桥结构之间，且所述悬垂电极组与所述衬底间隔设置；所述悬垂电极组包括间隔设置第一悬垂电极和第三悬垂电极，所述第一悬垂电极和所述第三悬垂电极均沿第一方向延伸，所述第一方向与所述微桥结构垂直，所述第三悬垂电极包括沟道层、源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于所述沟道层沿第一方向的相对两侧，所述第一悬垂电极作为第一栅电极，并与所述沟道层相对设置；所述金属电极层包括第一金属电极、第三金属电极、源金属电极和漏金属电极，所述第一金属电极经由第一形变梁与所述第一悬垂电极电连接，且所述第一金属电极与所述电路处理模块的第一设定连接端电连接，所述第三金属电极经由第三形变梁与所述第三悬垂电极电连接，且所述第三金属电极与所述电路处理模块的第三设定连接端电连接，所述源金属电极经由第三形变梁与所述源电极电连接，且所述源金属电极与所述电路处理模块的源设定连接端电连接，所述漏金属电极经由第三形变梁与所述漏电极电连接，且所述漏金属电极与所述电路处理模块的漏设定连接端电连接；所述第一形变梁和所述第三形变梁受热均发生形变，且所述第一形变梁和所述第三形变梁受热发生形变的方向不同；所述悬垂电极组设置有多组，多组所述悬垂电极组沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向垂直。
[0007]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述第一形变梁包括第一受热介质块和第一耐热介质块；所述第一金属电极设置有露出所述微桥结构的第一连接头，所述第一受热介质块电连接于所述第一连接头与所述第一悬垂电极之间；所述第一耐热介质块设置于所述第一受热介质块的一侧，所述第一耐热介质块与同侧的所述微桥结构、所述第一受热介质块和所述第一悬垂电极分别连接；所述第一受热介质块和所述第一耐热介质块的热膨胀系数不同。
[0008]作为本专利技术第一方面的进一步方案，多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一形变梁和所述第三形变梁受热发生形变的方向互相靠近；多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一悬垂电极和所述第三悬垂电极之间的间距互不相同；所述电路处理模块设置有二进制转换电路模块。
[0009]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述第三形变梁包括中间受热介质块和两个边侧耐热介质块；所述第三金属电极设置有露出所述微桥结构的第三连接头，所述中间受热介质块电连接于所述第三连接头与所述第三悬垂电极之间；所述边侧耐热介质块对称设置于所述中间受热介质块的相对两侧，所述边侧耐热介质块与各自侧的所述微桥结构、所述中间受热介质块和所述第三悬垂电极分别连接；所述中间受热介质块和所述边侧耐热介质块的热膨胀系数不同。
[0010]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述悬垂电极组还包括第二悬垂电极，所述第二悬垂电极与所述第一悬垂电极平行设置，所述第二悬垂电极作为第二栅电极，并与所述第一悬垂电极对称设置于所述第三悬垂电极的相对两侧；所述金属电极层还包括第二金属电极，所述第二金属电极经由第二形变梁与所述第二悬垂电极电连接，且所述第二金属电极与所述电路处理模块的第二设定连接端电连接；所述第二形变梁受热发生形变，且所述第二形变梁和所述第一形变梁受热发生形变的方向相反。
[0011]作为本专利技术第一方面的进一步方案，多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一形变梁和所述第二形变梁受热发生形变的方向互相靠近；多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一悬垂电极和所述第二悬垂电极之间的间距互不相同；所述电路处理模块设置有二进制转换电路模块。
[0012]作为本专利技术第一方面的进一步方案，多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一悬垂电极和所述第三悬垂电极之间的间距沿所述第二方向逐渐增大。
[0013]作为本专利技术第一方面的进一步方案，相邻两组的所述悬垂电极组中的一组的各悬垂电极按照第一顺序布置，相邻两组的所述悬垂电极组中的另一组的各所述悬垂电极按照所述第一顺序的逆序布置；所述电路处理模块设置有差分处理电路模块。
[0014]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述悬垂电极组内的各相邻的悬垂电极相对的侧面之间设置有叉形梳板电极，所述叉形梳板电极包括第一梳板电极和第二梳板电极；所述第一梳板电极连接于其中一个悬垂电极的侧面，所述第一梳板电极平行于所述衬底，且所述第一梳板电极设置有多个，多个所述第一梳板电极间隔设置；所述第二梳板电极连接于其中另一个悬垂电极的侧面，所述第二梳板电极平行于所述衬底，且所述第二梳板电极设置有多个，多个所述第二梳板电极与多个所述第一梳板电极一一交错设置。
[0015]作为本专利技术第一方面的进一步方案，所述悬垂电极组中的各悬垂电极与所述衬底之间均连接有弹性支撑件。
[0016]作为本专利技术第一方面的进一步方案，还包括至少两个电连接梁，所述支撑件包括至少两个电连接柱，所述电连接柱与所述电连接梁的个数相等；各所述电连接柱上与所述衬底连接的一端与所述电路处理模块电连接，各所述电连接柱上背离所述衬底的一端分别与不同的所述电连接梁的一端电连接，各所述电连接梁的另一端均指向至少两个所述电连接柱围构形成的中心，各所述电连接梁的另一端均电连接所述微桥结构。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构的制备方法，用于制备上述的与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，包括以下步骤：于衬底上形成电路处理模块和电连接图形，所述电连接图形与所述电路处理模块电连接，且所述电连接图形包括至少两个；于所述衬底上形成第一牺牲层，所述第一牺牲层覆盖所述电路处理模块和所述电连接图形；图形化所述第一牺牲层，光刻刻蚀所述第一牺牲层，并在所述第一牺牲层上形成多个第一深沟槽，各所述第一深沟槽与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，其特征在于，包括衬底、电路处理模块、微桥结构和悬垂电极组；所述衬底上设置有所述电路处理模块；所述微桥结构通过支撑件与所述衬底间隔设置，所述微桥结构包括红外吸收层和金属电极层；所述悬垂电极组布置于所述衬底与所述微桥结构之间，且所述悬垂电极组与所述衬底间隔设置；所述悬垂电极组包括间隔设置的第一悬垂电极和第三悬垂电极，所述第一悬垂电极和所述第三悬垂电极均沿第一方向延伸，所述第一方向与所述微桥结构垂直，所述第三悬垂电极包括沟道层、源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极位于所述沟道层沿第一方向的相对两侧，所述第一悬垂电极作为第一栅电极，与所述沟道层相对设置；所述金属电极层包括第一金属电极、第三金属电极、源金属电极和漏金属电极，所述第一金属电极经由第一形变梁与所述第一悬垂电极电连接，且所述第一金属电极与所述电路处理模块的第一设定连接端电连接，所述第三金属电极经由第三形变梁与所述第三悬垂电极电连接，且所述第三金属电极与所述电路处理模块的第三设定连接端电连接，所述源金属电极经由第三形变梁与所述源电极电连接，且所述源金属电极与所述电路处理模块的源设定连接端电连接，所述漏金属电极经由第三形变梁与所述漏电极电连接，且所述漏金属电极与所述电路处理模块的漏设定连接端电连接；所述第一形变梁和所述第三形变梁受热均发生形变，且所述第一形变梁和所述第三形变梁受热发生形变的方向不同；所述悬垂电极组设置有多组，多组所述悬垂电极组沿第二方向间隔设置，所述第二方向与所述第一方向垂直。2.根据权利要求1所述的与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，其特征在于，所述第一形变梁包括第一受热介质块和第一耐热介质块；所述第一金属电极设置有露出所述微桥结构的第一连接头，所述第一受热介质块电连接于所述第一连接头与所述第一悬垂电极之间；所述第一耐热介质块设置于所述第一受热介质块的一侧，所述第一耐热介质块与同侧的所述微桥结构、所述第一受热介质块和所述第一悬垂电极分别连接；所述第一受热介质块和所述第一耐热介质块的热膨胀系数不同。3.根据权利要求2所述的与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，其特征在于，多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一形变梁和所述第三形变梁受热发生形变的方向互相靠近；多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一悬垂电极和所述第三悬垂电极之间的间距互不相同；所述电路处理模块设置有二进制转换电路模块。4.根据权利要求2所述的与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，其特征在于，所述第三形变梁包括中间受热介质块和两个边侧耐热介质块；所述第三金属电极设置有露出所述微桥结构的第三连接头，所述中间受热介质块电连接于所述第三连接头与所述第三悬垂电极之间；
所述边侧耐热介质块对称设置于所述中间受热介质块的相对两侧，所述边侧耐热介质块与各自侧的所述微桥结构、所述中间受热介质块和所述第三悬垂电极分别连接；所述中间受热介质块和所述边侧耐热介质块的热膨胀系数不同。5.根据权利要求4所述的与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，其特征在于，所述悬垂电极组还包括第二悬垂电极，所述第二悬垂电极与所述第一悬垂电极平行设置，所述第二悬垂电极作为第二栅电极，并与所述第一悬垂电极对称设置于所述第三悬垂电极的相对两侧；所述金属电极层还包括第二金属电极，所述第二金属电极经由第二形变梁与所述第二悬垂电极电连接，且所述第二金属电极与所述电路处理模块的第二设定连接端电连接；所述第二形变梁受热发生形变，且所述第二形变梁和所述第一形变梁受热发生形变的方向相反。6.根据权利要求5所述的与半导体集成电路CMOS工艺兼容的芯片结构，其特征在于，多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一形变梁和所述第二形变梁受热发生形变的方向互相靠近；多组所述悬垂电极组中，各组内所述第一悬垂电极和所述第二悬垂电极之间的间距互不相同；所述电路处理模块设置有二进制转换电路模块。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，马仁旺，王鹏，郭得福，欧秦伟，
申请(专利权)人：西安中科立德红外科技有限公司，
类型：发明
国别省市：