【技术实现步骤摘要】
本申请涉及红外成像领域，特别是涉及一种非制冷红外探测器像元结构及其制作方法、红外成像仪。
技术介绍
1、非制冷红外探测器具有体积小、重量轻、功耗低、寿命长和价格低等优点，广泛应用在安防监控、工业、交通和医学等各个领域。非制冷红外探测器中包括阵列排布的像元结构，像元结构可以将物体热辐射的红外能量转换为电信号，并经过电路读取、算法修正和图像处理等过程后产生目标热像图。
2、像元结构可以采用单层微桥结构，目前有两种结构。第一种结构为：像元结构的桥腿直接连到吸收材料上，因此吸收材料的结构强度将会直接影响微桥结构整体的强度，出于机械保持的原因，基底上方的膜的厚度很难减薄，进而使得热容的减少有限，从而使得探测器的品质因子（fom）较大，综合性能较差。第二种结构为：在单层微桥结构的桥面上方通过桥墩集成一层伞状的吸收结构，在增加吸收的同时也提高了微桥热容，因为伞盖需要足够的支撑，所以伞盖支撑层的膜厚很难减薄，此外连接两层的桥墩也会贡献部分热容；并且该种结构在制作时需要制作双层牺牲层，工艺流程复杂，且第二层牺牲层的固化和释放对微桥的结构强度和应力平衡要求更高，导致微桥结构的可靠性差。
3、因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种非制冷红外探测器像元结构及其制作方法、红外成像仪，以简化像元结构的制作工艺，提升像元结构性能以及探测器的综合性能。
2、为解决上述技术问题，本申请提供一种非制冷红外探测器像元结构，包
3、基底和微桥结构，所述微桥结构包括锚柱、桥腿和桥面结构体，所述桥面结构体包括桥面主体和吸收结构；
4、所述锚柱和所述桥腿位于所述桥面结构体在第一方向的两侧，所述锚柱位于所述基底上表面，且通过所述桥腿与所述桥面主体连接；
5、所述吸收结构由所述桥面主体沿第二方向向两侧延伸，所述第一方向和所述第二方向垂直；
6、所述桥面主体用于将热信号转换为电信号，并输出所述电信号至所述基底的读出电路；所述吸收结构包括微桥支撑层、介质保护层、电极钝化层，用于提升像元结构的有效吸收；所述吸收结构的面积为所述桥面主体面积的0.5~2.5倍。
7、可选的，所述桥面主体包括在远离所述基底方向上依次层叠的微桥支撑层、热敏材料层、热敏材料保护层、介质保护层、金属电极层、电极钝化层、吸收材料层和吸收材料钝化层，其中，所述热敏材料保护层和所述介质保护层上设有接触孔，所述金属电极层通过所述接触孔与所述热敏材料层接触；
8、所述吸收结构包括在远离所述基底方向上依次层叠的微桥支撑层、介质保护层、电极钝化层、吸收材料层和吸收材料钝化层。
9、可选的，所述桥面主体包括在远离所述基底方向上依次层叠的微桥支撑层、吸收材料层、吸收材料钝化层、热敏材料层、热敏材料保护层、介质保护层、金属电极层和电极钝化层，其中，所述热敏材料保护层和所述介质保护层上设有接触孔，所述金属电极层通过所述接触孔与所述热敏材料层接触；
10、所述吸收结构包括在远离所述基底方向上依次层叠的微桥支撑层、吸收材料层、介质保护层和电极钝化层。
11、可选的，所述桥面主体包括在远离所述基底方向上依次层叠的微桥支撑层、热敏材料层、热敏材料保护层、介质保护层、金属电极层和电极钝化层，其中，所述热敏材料保护层和所述介质保护层上设有接触孔，所述金属电极层通过所述接触孔与所述热敏材料层接触；
12、所述吸收结构包括在远离所述基底方向上依次层叠的微桥支撑层、介质保护层、金属电极层和电极钝化层，所述金属电极层同时作为吸收材料层。
13、可选的，还包括：
14、位于所述吸收结构中的通孔，所述通孔贯穿所述吸收结构。
15、可选的，所述通孔的面积小于或等于所述吸收结构面积的40%。
16、可选的，所述通孔均匀分布在所述吸收结构中。
17、本申请还提供一种非制冷红外探测器像元结构的制作方法，包括：
18、准备基底；
19、在所述基底上制作微桥结构，得到像元结构；
20、其中，所述微桥结构包括锚柱、桥腿和桥面结构体，所述桥面结构体包括桥面主体和吸收结构；
21、所述锚柱和所述桥腿位于所述桥面结构体在第一方向的两侧，所述锚柱位于所述基底上表面，且通过所述桥腿与所述桥面主体连接；
22、所述吸收结构由所述桥面主体沿第二方向向两侧延伸，所述第一方向和所述第二方向垂直；
23、所述桥面主体用于将热信号转换为电信号，并输出所述电信号至所述基底的读出电路；所述吸收结构包括吸收材料层，用于提升像元结构的有效吸收；所述吸收结构的面积为所述桥面主体面积的0.5~2.5倍。
24、可选的，在所述基底上制作微桥结构包括：
25、在所述基底的上表面沉积牺牲层；基底上分布有绝缘介质层；
26、刻蚀所述牺牲层，其中，所述牺牲层的刻蚀区域对应所述锚柱的位置；
27、在所述牺牲层的上表面依次沉积微桥支撑层、热敏材料层和热敏材料保护层，并刻蚀所述热敏材料层和所述热敏材料保护层，去除所述桥面主体以外区域的所述热敏材料层和所述热敏材料保护层；
28、沉积介质保护层，所述介质保护层覆盖微桥支撑层和所述热敏材料保护层；
29、在所述桥面主体区域，刻蚀所述介质保护层和所述热敏材料保护层形成接触孔；并在所述锚柱位置，刻蚀所述介质保护层、所述微桥支撑层和绝缘介质层形成锚点通孔；
30、沉积金属电极层，并刻蚀除锚柱区域、桥腿区域和接触孔区域以外的所述金属电极层；
31、沉积电极钝化层和吸收材料层，并刻蚀所述吸收材料层，去除桥腿区域的吸收材料层；
32、沉积吸收材料钝化层，并对桥腿区域进行图形化刻蚀形成桥腿；
33、释放所述牺牲层，形成微桥结构。
34、可选的，释放所述牺牲层，形成微桥结构之前，还包括：
35、刻蚀所述吸收结构，形成通孔，所述通孔贯穿所述吸收结构。
36、可选的，在所述基底上制作微桥结构包括：
37、在所述基底的上表面沉积牺牲层；
38、刻蚀所述牺牲层，其中，所述牺牲层的刻蚀区域对应所述锚柱的位置；
39、在所述牺牲层的上表面依次沉积微桥支撑层、吸收材料层、吸收材料钝化层、热敏材料层和热敏材料保护层，并刻蚀吸收材料钝化层、热敏材料层和热敏材料保护层，去除桥面主体所在区域以外的吸收材料钝化层、热敏材料层和热敏材料保护层；
40、刻蚀吸收材料层，去除桥腿所在区域的吸收材料层；
41、沉积介质保护层，所述介质保护层覆盖微桥支撑层和所述热敏材料保护层；
42、在所述桥面主体区域，刻蚀所述介质保护层和所述热敏材料保护层形成接触孔；并在所述锚柱位置，刻蚀所述介质保护层、所述微桥支撑层和绝缘介质层形成锚点通孔；...
【技术保护点】
1.一种非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，所述桥面主体（4）包括在远离所述基底（6）方向上依次层叠的微桥支撑层（10）、热敏材料层（11）、热敏材料保护层（12）、介质保护层（13）、金属电极层（14）、电极钝化层（15）、吸收材料层（18）和吸收材料钝化层（19），其中，所述热敏材料保护层（12）和所述介质保护层（13）上设有接触孔（17），所述金属电极层（14）通过所述接触孔（17）与所述热敏材料层（11）接触；
3.如权利要求1所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，所述桥面主体（4）包括在远离所述基底（6）方向上依次层叠的微桥支撑层（10）、吸收材料层（18）、吸收材料钝化层（19）、热敏材料层（11）、热敏材料保护层（12）、介质保护层（13）、金属电极层（14）和电极钝化层（15），其中，所述热敏材料保护层（12）和所述介质保护层（13）上设有接触孔（17），所述金属电极层（14）通过所述接触孔（17）与所述热敏材料层（11）接触；
4.如权利要求1所述的非
5.如权利要求1至4任一项所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，还包括：
6.如权利要求5所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，所述通孔（20）的面积小于或等于所述吸收结构（5）面积的40%。
7.如权利要求5所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，所述通孔（20）均匀分布在所述吸收结构（5）中。
8.一种非制冷红外探测器像元结构的制作方法，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的非制冷红外探测器像元结构的制作方法，其特征在于，在所述基底（6）上制作微桥结构包括：
10.如权利要求9所述的非制冷红外探测器像元结构的制作方法，其特征在于，释放所述牺牲层（9），形成微桥结构之前，还包括：
11.如权利要求8所述的非制冷红外探测器像元结构的制作方法，其特征在于，在所述基底（6）上制作微桥结构包括：
12.如权利要求8所述的非制冷红外探测器像元结构的制作方法，其特征在于，在所述基底（6）上制作微桥结构包括：
13.一种红外成像仪，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的非制冷红外探测器像元结构。
...【技术特征摘要】
1.一种非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，所述桥面主体（4）包括在远离所述基底（6）方向上依次层叠的微桥支撑层（10）、热敏材料层（11）、热敏材料保护层（12）、介质保护层（13）、金属电极层（14）、电极钝化层（15）、吸收材料层（18）和吸收材料钝化层（19），其中，所述热敏材料保护层（12）和所述介质保护层（13）上设有接触孔（17），所述金属电极层（14）通过所述接触孔（17）与所述热敏材料层（11）接触；
3.如权利要求1所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，所述桥面主体（4）包括在远离所述基底（6）方向上依次层叠的微桥支撑层（10）、吸收材料层（18）、吸收材料钝化层（19）、热敏材料层（11）、热敏材料保护层（12）、介质保护层（13）、金属电极层（14）和电极钝化层（15），其中，所述热敏材料保护层（12）和所述介质保护层（13）上设有接触孔（17），所述金属电极层（14）通过所述接触孔（17）与所述热敏材料层（11）接触；
4.如权利要求1所述的非制冷红外探测器像元结构，其特征在于，所述桥面主体（4）包括在远离所述基底（6）方向上依次层叠的微桥支撑层（10）、热敏材料层（11）、热敏材料保护层（12）、介质保护层（13）、金属电极层（14）和电极钝...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘天德，史杰，董珊，
申请(专利权)人：烟台睿创微纳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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