本發明專利技術涉及非制冷紅外探測器技術領域，更具體涉及一種面陣型像素封裝非制冷紅外探測器及制備方法，其制備方法包括在讀出電路襯底上劃分像元區和吸氣劑區，制備結構腔體，在結構腔體上制作第一釋放孔和第二釋放孔，完成結構腔體犧牲層的釋放；將第一釋放孔遮擋，僅打開第二釋放孔；在結構腔體上進行吸氣劑鍍膜工藝，在未被遮蔽擋板遮擋的區域，吸氣劑材料將通過第二釋放孔沉積至吸氣劑區；結構腔體吸氣劑沉積完成后，移除結構腔體遮蔽擋板，并打開第一釋放孔；在結構腔體上鍍封孔膜，完成真空腔體的密封，之后激活結構腔體吸氣劑。本發明專利技術即保證了探測器腔體的真空度，又為后續的探測器性能提升提供了有力保障。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及非制冷紅外探測器，更具體涉及一種面陣型像素封裝非制冷紅外探測器及制備方法。
技術介紹
1、非制冷紅外焦平面探測器是在超高真空環境下通過吸收外界的紅外能量轉化為電學信號來進行成像，在非制冷紅外探測器的制作過程中必須使用到吸氣劑，并在探測器真空密封環境下激活，從而去除殘余氣體以保持更高的真空度。在探測器后期使用的過程中如果出現真空度下降的情況，可以進行吸氣劑的二次激活吸收殘余氣體，使探測器再次保持高真空的環境。目前非制冷紅外探測器的封裝方式主要包括金屬、陶瓷、晶圓級和像素級封裝，其中，金屬和陶瓷封裝使用的是柱狀吸氣劑，通過焊接方式將吸氣劑焊接到管殼引線上，并在封裝前采用電激活或者熱激活吸氣劑來保持高真空度。晶圓級封裝使用薄膜吸氣劑，將吸氣劑集成到蓋帽晶圓上，在鍵合時利用鍵合的高溫，采用熱激活的方式激活吸氣劑，避免芯片在mems工藝制備過程中溫度對吸氣劑的影響。像素級封裝，是在晶圓級封裝的基礎上將蓋帽晶圓與mems晶圓集成，采用一種材料直接將mems微結構整面封裝起來，基于該封裝形式，吸氣劑需要集成在整個微腔結構中。現有技術方案中，將吸氣劑放置在紅外微測輻射熱劑的最底端，在mems前道工藝中就完成吸氣劑的沉積，但在半導體常規工藝流程中所涉及到的多次高溫烘烤及有機溶液清洗等過程均會影響到吸氣劑的性能，同時在mems結構完成后，會通過02在高溫環境下釋放去除結構中的犧牲層，該環境下吸氣劑會被提前激活，導致吸氣能力喪失，無法保證腔體中的真空度，表現為探測器真空壽命差。
技術實現思路
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p>1、針對現有技術的不足，本專利技術通過為吸氣劑開辟單獨區域，同時在該區域制作了與第一mems微橋結構相同的第二mems微橋結構，在結構犧牲層釋放后再進行吸氣劑的沉積，避免了mems工藝過程中的高溫及有機溶液對吸氣劑性能的影響，且吸氣劑激活方式多樣，既可采用電激活，也可以采用熱激活，激活方式簡單，易于進行批量化生產制造。2、為達到上述專利技術目的，本專利技術提供一種面陣型像素封裝非制冷紅外探測器及制備方法，面陣型像素封裝非制冷紅外探測器包括：
3、讀出電路襯底；
4、所述讀出電路襯底上具有像元區，所述像元區設置有與所述讀出電路襯底電連接的第一mems微橋結構；
5、所述讀出電路襯底上還具有吸氣劑區，所述吸氣劑區設置有支撐于所述讀出電路襯底上的第二mems微橋結構以及位于第二mems微橋結構上的吸氣劑；
6、所述讀出電路襯底上方罩設有結構腔體，所述結構腔體上設有釋放孔，所述吸氣劑與位于所述吸氣劑區上方的釋放孔相對應。
7、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述結構腔體的頂部設有封堵所述釋放孔的封孔膜，所述讀出電路襯底和所述結構腔體以及所述封孔膜之間形成真空腔體。
8、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述釋放孔包括位于所述像元區上方的第一釋放孔以及位于所述吸氣劑區上方的第二釋放孔，所述第二釋放孔大于所述第一釋放孔，所述吸氣劑與所述第二釋放孔的位置和形狀一一對應。
9、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述吸氣劑區位于所述像元區一側，或者所述吸氣劑區圍繞所述像元區的四周設置。
10、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述第二mems微橋結構與所述讀出電路襯底電連接。
11、面陣型像素封裝非制冷紅外探測器的制備方法，通過執行以下步驟進行實現：
12、步驟s1：在讀出電路襯底上劃分像元區和吸氣劑區；
13、步驟s2：在所述讀出電路襯底的像元區制備與所述讀出電路襯底電連接的第一mems微橋結構，在所述讀出電路襯底的吸氣劑區制備第二mems微橋結構；
14、步驟s3：在所述讀出電路襯底上通過犧牲層制備罩設在所述讀出電路襯底上的結構腔體，在所述結構腔體上制作位于像元區上方的第一釋放孔以及位于吸氣劑區上方的第二釋放孔，通過第一釋放孔和第二釋放孔完成所述犧牲層的釋放；
15、步驟s4：將所述像元區上方的第一釋放孔遮擋，僅打開位于所述吸氣劑區上方的第二釋放孔；
16、步驟s5：在所述步驟s4制作完成的結構腔體上進行吸氣劑鍍膜工藝，吸氣劑材料將通過吸氣劑區上方的第二釋放孔沉積至吸氣劑區并位于第二mems微橋結構上，形成吸氣劑；
17、步驟s6：所述吸氣劑沉積完成后，打開位于所述像元區上方的第一釋放孔；
18、步驟s7：在所述結構腔體上鍍封孔膜，完成真空腔體的密封，之后激活所述吸氣劑。
19、作為本專利技術的一種優選技術方案，激活所述吸氣劑包括：
20、在完成所述真空腔體密封后，將封裝好的探測器置于高溫環境中，在所述吸氣劑材料達到所述吸氣劑的激活溫度時，完成所述吸氣劑的熱激活。
21、作為本專利技術的一種優選技術方案，激活所述吸氣劑還包括：
22、對所述第二mems微橋結構進行通電，產生焦耳熱，所述焦耳熱使所述第二mems微橋結構上的熱敏材料升溫，所述熱敏材料升溫的過程對所述吸氣劑進行局部加熱，直到達到所述吸氣劑的激活溫度，完成所述吸氣劑的激活。
23、作為本專利技術的一種優選技術方案，在進行吸氣劑鍍膜工藝之前，在所述結構腔體的頂部設置遮蔽擋板對位于所述像元區上方的第一釋放孔進行遮擋，當所述吸氣劑通過位于所述吸氣劑區上方的第二釋放孔沉積置入所述吸氣劑區后，將所述遮蔽擋板移除。
24、作為本專利技術的一種優選技術方案，所述第一mems微橋結構和所述第二mems微橋結構二者結構相同且同期制作。
25、與現有技術相比，本專利技術的有益效果至少如下所述：
26、本專利技術的技術方案通過為吸氣劑開辟單獨區域，同時在該區域制作了與第一mems微橋結構相同的第二mems微橋結構，在結構犧牲層釋放后再進行吸氣劑的沉積，避免了mems工藝過程中的高溫及有機溶液對吸氣劑性能的影響，且吸氣劑激活方式多樣，既可采用電激活，也可以采用熱激活，激活方式簡單，易于進行批量化生產制造。
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【技術保護點】
1.一種面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述結構腔體(4)的頂部設有封堵所述釋放孔的封孔膜(5)，所述讀出電路襯底(1)和所述結構腔體(4)以及所述封孔膜(5)之間形成真空腔體(6)。
3.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述釋放孔包括位于所述像元區上方的第一釋放孔(41)以及位于所述吸氣劑區(3)上方的第二釋放孔(32)，所述第二釋放孔(32)大于所述第一釋放孔(41)，所述吸氣劑(31)與所述第二釋放孔(32)的位置和形狀一一對應。
4.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述吸氣劑區(3)位于所述像元區一側，或者所述吸氣劑區(3)圍繞所述像元區的四周設置。
5.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述第二MEMS微橋結構(33)與所述讀出電路襯底(1)電連接。
6.一種面陣型像素封裝非制冷紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：</p>7.根據權利要求6所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器的制備方法，其特征在于，激活所述吸氣劑(31)包括：
8.根據權利要求6所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器的制備方法，其特征在于，激活所述吸氣劑(31)還包括：
9.根據權利要求6所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器的制備方法，其特征在于，在進行吸氣劑鍍膜工藝之前，在所述結構腔體(4)的頂部設置遮蔽擋板(7)對位于所述像元區上方的第一釋放孔(41)進行遮擋，當所述吸氣劑(31)通過位于所述吸氣劑區(3)上方的第二釋放孔(32)沉積置入所述吸氣劑區(3)后，將所述遮蔽擋板(7)移除。
10.根據權利要求6所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述第一MEMS微橋結構(2)和所述第二MEMS微橋結構(33)二者結構相同且同期制作。
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【技術特征摘要】
1.一種面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述結構腔體(4)的頂部設有封堵所述釋放孔的封孔膜(5)，所述讀出電路襯底(1)和所述結構腔體(4)以及所述封孔膜(5)之間形成真空腔體(6)。
3.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述釋放孔包括位于所述像元區上方的第一釋放孔(41)以及位于所述吸氣劑區(3)上方的第二釋放孔(32)，所述第二釋放孔(32)大于所述第一釋放孔(41)，所述吸氣劑(31)與所述第二釋放孔(32)的位置和形狀一一對應。
4.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述吸氣劑區(3)位于所述像元區一側，或者所述吸氣劑區(3)圍繞所述像元區的四周設置。
5.根據權利要求1所述的面陣型像素封裝非制冷紅外探測器，其特征在于，所述第二mems微橋結構(33)與所述讀出電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃晟，黃立，江致興，葉帆，王春水，方明，秦曼妮，雷素云，邱芊，
申請(專利權)人：武漢高芯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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