一种像元结构及其制备方法、红外探测器与流程

本申请涉及mems器件，尤其涉及一种像元结构及其制备方法、红外探测器。

背景技术：

1、mems器件如红外探测器，mems器件如红外探测器，其像元结构通常由支撑结构和热敏材料组成，常用的支撑结构材料(如氮化硅)，其介电常数较大，材料保持电荷的能力较强，在制造、运输及工作过程中，探测器结构不断积累静电电荷，从而影响红外探测器的性能。

技术实现思路

1、本申请提供一种像元结构，其包括：

2、基底；

3、转化元件，用于将光信号转化为电信号，所述转化元件包括转化主体及设于所述基底之上并能够支撑所述转化元件的转化支撑结构，沿所述像元结构的厚度方向，所述转化主体与所述基底间隔设置；其中，所述转化主体朝向所述基底的表面设有第一抗静电层。

4、在一些实施例中，所述转化主体包括设于所述第一抗静电层背离所述基底一侧的支撑保护层，及设于所述支撑保护层背离所述基底一侧的热敏感层。

5、在一些实施例中，所述第一抗静电层的介电常数小于所述支撑保护层的介电常数。

6、在一些实施例中，所述转化主体背离所述基底的表面设有第二抗静电层。

7、在一些实施例中，所述像元结构还包括：

8、增强元件，设于所述转化元件的远离所述基底的一侧；所述增强元件包括用于吸收光信号的增强主体，沿所述像元结构的厚度方向，所述增强主体与所述转化元件间隔设置；其中，所述增强主体背离所述转化元件的表面和朝向所述转化元件的表面，两个表面中至少一个表面设有第三抗静电层。

9、在一些实施例中，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，以及分别设于所述增强金属层朝向所述转化元件一侧表面的第一抗氧化层和背离所述转化元件一侧表面的第二抗氧化层，所述第三抗静电层设于所述第一抗氧化层和第二抗氧化层二者的至少一个的表面。

10、在一些实施例中，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，所述增强金属层背离所述转化元件的表面和朝向所述转化元件的表面，两个表面中至少一个表面设有第三抗静电层。

11、在一些实施例中，所述第一抗静电层为二氧化硅膜层、氧化铝膜层或氧化锌膜层；和/或，

12、所述第三抗静电层为二氧化硅膜层、氧化铝膜层或氧化锌膜层；和/或，

13、所述转化主体背离所述基底的表面设有第二抗静电层的，所述第二抗静电层为二氧化硅膜层、氧化铝膜层或氧化锌膜层。

14、在一些实施例中，所述转化主体背离所述基底的表面不设有第二抗静电层的，所述第一抗静电层和所述第三抗静电层二者的材料相同，或所述第一抗静电层和所述第三抗静电层二者的介电常数之差小于或等于5；

15、所述转化主体背离所述基底的表面设有第二抗静电层的，所述第一抗静电层、所述第二抗静电层及所述第三抗静电层三者的材料相同，或所述第一抗静电层、所述第二抗静电层及所述第三抗静电层中任意两个的介电常数之差小于或等于5。

16、本申请另提供一种红外探测器，所述红外探测器包括如上所述的像元结构。

17、本申请另提供一种像元结构的制备方法，其包括：

18、提供基底；

19、在所述基底之上设置第一牺牲层；

20、形成转化元件，所述转化元件用于将光信号转化为电信号，所述转化元件包括设于所述第一牺牲层之上的转化主体及贯穿所述第一牺牲层的转化支撑结构，且所述转化支撑结构设于所述基底之上并能够支撑所述转化元件；所述转化主体朝向所述第一牺牲层的一侧为第一抗静电层；

21、去除所述第一牺牲层，形成像元结构；其中，沿所述像元结构的厚度方向，所述转化主体与所述基底间隔设置，所述转化主体朝向所述基底的表面设有第一抗静电层。

22、在一些实施例中，所述形成转化元件包括：

23、在所述第一牺牲层之上设置第一抗静电层；

24、在所述第一抗静电层背离所述第一牺牲层的一侧设置支撑保护层；

25、在所述支撑保护层背离所述第一牺牲层的一侧设置热敏感层。

26、在一些实施例中，在所述支撑保护层背离所述第一牺牲层的一侧设置热敏感层之后，所述形成转化元件包括：

27、在所述热敏感层背离所述基底的一侧设置第二抗静电层。

28、在一些实施例中，在形成转化元件之后，去除所述第一牺牲层之前，所述方法还包括：

29、在所述转化元件的远离所述基底的一侧形成增强元件；所述增强元件包括用于吸收光信号的增强主体，沿所述像元结构的厚度方向，所述增强主体与所述转化元件间隔设置；其中，所述增强主体背离所述转化元件的表面和朝向所述转化元件的表面，两个表面中至少一个表面设有第三抗静电层。

30、在一些实施例中，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，以及分别设于所述增强金属层朝向所述转化元件一侧表面的第一抗氧化层和背离所述转化元件一侧表面的第二抗氧化层，所述形成增强元件包括：

31、形成第一抗氧化层；

32、在所述第一氧化层背离所述转化元件的一侧形成增强金属层；

33、在所述增强金属层的一侧形成第二抗氧化层；

34、其中，在形成所述第一抗氧化层之前和/或在形成所述第二抗氧化层之后，形成第三抗静电层，所述第三抗静电层位于所述第一抗氧化层和第二抗氧化层二者的至少一个的表面。

35、在一些实施例中，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，所述形成增强元件包括：

36、形成增强金属层，并在所述增强金属层背离所述转化元件的表面和朝向所述转化元件的表面，两个表面中至少一个表面设有第三抗静电层。

37、本申请实施例提供的像元结构及其制备方法、红外探测器，通过在所述转化主体朝向所述基底的表面设有与基底相对并间隔的第一抗静电层，能够减小转化元件下表面的静电电荷的积累，有效增强探测器像元级结构的抗静电能力，减小探测器工作过程中静电坏点的产生。

38、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种像元结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的像元结构，其特征在于，所述转化主体包括设于所述第一抗静电层背离所述基底一侧的支撑保护层，及设于所述支撑保护层背离所述基底一侧的热敏感层。

3.如权利要求2所述的像元结构，其特征在于，所述第一抗静电层的介电常数小于所述支撑保护层的介电常数。

4.如权利要求1所述的像元结构，其特征在于，所述转化主体背离所述基底的表面设有第二抗静电层。

5.如权利要求1至4中任一项所述的像元结构，其特征在于，所述像元结构还包括：

6.如权利要求5所述的像元结构，其特征在于，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，以及分别设于所述增强金属层朝向所述转化元件一侧表面的第一抗氧化层和背离所述转化元件一侧表面的第二抗氧化层，所述第三抗静电层设于所述第一抗氧化层和第二抗氧化层二者的至少一个的表面。

7.如权利要求5所述的像元结构，其特征在于，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，所述增强金属层背离所述转化元件的表面和朝向所述转化元件的表面，两个表面中至少一个表面设有第三抗静电层。

8.如权利要求5所述的像元结构，其特征在于，所述第一抗静电层为二氧化硅膜层、氧化铝膜层或氧化锌膜层；和/或，

9.如权利要求5所述的像元结构，其特征在于，所述转化主体背离所述基底的表面不设有第二抗静电层的，所述第一抗静电层和所述第三抗静电层二者的材料相同，或所述第一抗静电层和所述第三抗静电层二者的介电常数之差小于或等于5；

10.一种红外探测器，其特征在于，所述红外探测器包括：权利要求1-9中任意一项所述的像元结构。

11.一种像元结构的制备方法，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的像元结构的制备方法，其特征在于，所述形成转化元件包括：

13.如权利要求12所述的像元结构的制备方法，其特征在于，在所述支撑保护层背离所述第一牺牲层的一侧设置热敏感层之后，所述形成转化元件包括：

14.如权利要求11至13中任一项所述的像元结构的制备方法，其特征在于，在形成转化元件之后，去除所述第一牺牲层之前，所述方法还包括：

15.如权利要求14所述的像元结构的制备方法，其特征在于，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，以及分别设于所述增强金属层朝向所述转化元件一侧表面的第一抗氧化层和背离所述转化元件一侧表面的第二抗氧化层，所述形成增强元件包括：

16.如权利要求14所述的像元结构的制备方法，其特征在于，所述增强主体包括用于增强吸收光信号的增强金属层，所述形成增强元件包括：

技术总结本申请涉及一种像元结构及其制备方法、红外探测器。所述像元结构包括基底及转化元件。所述转化元件用于将光信号转化为电信号，所述转化元件包括转化主体及设于所述基底之上并能够支撑所述转化元件的转化支撑结构，沿所述像元结构的厚度方向，所述转化主体与所述基底间隔设置；其中，所述转化主体朝向所述基底的表面设有第一抗静电层。上述像元结构，通过在所述转化主体朝向所述基底的表面设有与基底相对并间隔的第一抗静电层，能够减小转化元件下表面的静电电荷的积累，有效增强探测器像元级结构的抗静电能力，减小探测器工作过程中静电坏点的产生。技术研发人员：刘羲,刘建华,丁金玲受保护的技术使用者：杭州海康微影传感科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15