092]參考圖3g，在熱電堆400上通過薄膜淀積和微納加工方法依次制備鈍化層500和紅外吸收層600，從而完成熱電堆器件的制備。其中，鈍化層500覆蓋熱電堆400，其材料優選為氧化硅、氮化硅或者兩者組成的復合介質膜;紅外吸收層600位于熱電堆400熱端上方的鈍化層500上，其材料為光吸收性強的材料，優選為金黑、銀黑、鎳黑等涂層材料，也可以為諧振腔結構、超材料吸收層結構等。
[0093]根據本發明的另一方面，提供一種熱電堆紅外探測器，如圖3g所示，所述熱電堆紅外探測器包括P型摻雜的硅襯底100、N阱1001、空腔1004、外延層200、絕緣層300以及熱電堆400，所述N講1001位于所述娃襯底100中并包圍所述空腔1004，所述外延層200位于所述空腔1004上方并封閉所述空腔1004，所述絕緣層300位于所述外延層200上，所述熱電堆400的熱端位于所述空腔1004上方的絕緣層上，所述熱電堆400的冷端與所述硅襯底100相連接。
[0094]作為一個非限制性的例子，所述N阱1001的深度大于空腔1004的深度，例如，N阱1001的深度可以為3?20微米。
[0095]作為一個非限制性的例子，所述熱電堆紅外探測器還包括鈍化層500和紅外吸收層600，所述鈍化層500覆蓋所述熱電堆400和絕緣層300，所述紅外吸收層600位于所述熱電堆400的熱端上方的鈍化層500上。所述鈍化層的材料為氧化硅、氮化硅或者兩者組成的復合介質膜，所述紅外吸收層的材料為光吸收性強的材料，如金黑、銀黑、鎳黑等涂層材料，也可為諧振腔結構層、超材料吸收層等結構層。
[0096]根據上所述實施例，本發明在硅襯底中形成N阱，在所述N阱包圍的硅襯底中形成N型摻雜的網格結構，并對所述N阱包圍的硅襯底進行電化學腐蝕以形成多孔硅層，再通過外延工藝使多孔硅層發生重構，外延過程中所述多孔硅層塌陷形成空腔，且所述網格結構的空洞閉合以封閉所述空腔，該方法無需通過長時間的濕法腐蝕或干法刻蝕工藝來形成空腔，并且該方法在淀積金屬之前形成空腔，不存在常規濕法腐蝕硅襯底形成空腔的工藝中對金屬的腐蝕問題，也不存在常規干法刻蝕工藝的等離子體易造成懸浮膜結構破裂的問題，并且，該空腔的形成方法比較簡單，可與常規CMOS工藝兼容，適于規模化生產。
[0097]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的結構而言，由于與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0098]上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，并非對本發明范圍的任何限定，本發明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護范圍。
【主權項】
1.一種空腔形成方法，其特征在于，包括: 提供一 P型摻雜的硅襯底； 在所述硅襯底中形成N阱，所述N阱為環狀結構； 在所述N阱包圍的硅襯底中形成N型摻雜的網格結構，所述網格結構的邊緣與所述N阱相連接； 對所述N阱包圍的硅襯底進行電化學腐蝕以形成多孔硅層； 進行外延工藝以使所述多孔硅層發生迀移和重構形成所述空腔，且所述網格結構包含的空洞閉合形成封閉所述空腔的外延層。2.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述硅襯底包括上層結構以及位于所述上層結構之下的下層結構，所述N阱位于所述上層結構中，所述上層結構的電阻率小于10 Ω.cm，所述下層結構的電阻率小于0.02 Ω.cm。3.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述網格結構的摻雜濃度小于所述N阱的摻雜濃度。4.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述網格結構的空洞的橫截面形狀是正方形、長方形、六邊形或圓形。5.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述N阱的深度大于或等于所述空腔的深度。6.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述N阱的形成步驟包括: 在所述硅襯底上形成第一圖形化的掩膜層； 通過離子注入工藝在所述硅襯底中形成N阱； 去除所述第一圖形化的掩膜層。7.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述網格結構的形成步驟包括: 在所述硅襯底上形成第二圖形化的掩膜層； 在所述第二圖形化的掩膜層暴露的硅襯底上形成第三圖形化的掩膜層； 通過離子注入工藝在所述硅襯底中形成所述網格結構； 去除所述第三圖形化的掩膜層。8.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述電化學腐蝕優選采用氫氟酸與乙醇的混合溶液，所述氫氟酸與乙醇體積比的配比范圍為I: 10?2:1。9.如權利要求1所述的空腔形成方法，其特征在于，所述外延工藝使用的氣源為含硅的氣體，外延溫度大于900 °C。10.如權利要求9所述的空腔形成方法，其特征在于，所述外延工藝使用的氣源優選為SiH2Cl2o11.一種熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，包括: 提供一 P型摻雜的硅襯底； 在所述硅襯底中形成N阱，所述N阱為環狀結構； 在所述N阱包圍的硅襯底中形成N型摻雜的網格結構，所述網格結構的邊緣與所述N阱相連接； 對所述N阱包圍的硅襯底進行電化學腐蝕以形成多孔硅層； 進行外延工藝以使所述多孔硅層發生迀移和重構形成所述空腔，且所述網格結構包含的空洞閉合以形成封閉所述空腔的外延層； 在所述外延層上依次形成絕緣層； 在所述絕緣層上形成熱電堆，所述熱電堆的熱端位于所述空腔上方的絕緣層上，所述熱電堆的冷端與所述硅襯底相連接。12.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述硅襯底包括上層結構以及位于所述上層結構之下的下層結構，所述N阱位于所述上層結構中，所述上層結構的電阻率小于10 Ω.Cm，所述下層結構的電阻率小于0.02 Ω.cmo13.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述網格結構的摻雜濃度小于所述N阱的摻雜濃度。14.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述網格結構的空洞的橫截面形狀是正方形、長方形、六邊形或圓形。15.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述N阱的深度大于或等于所述空腔的深度。16.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述N阱的形成步驟包括: 在所述硅襯底上形成第一圖形化的掩膜層； 通過離子注入工藝在所述硅襯底中形成N阱； 去除所述第一圖形化的掩膜層。17.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述網格結構的形成步驟包括: 在所述硅襯底上形成第二圖形化的掩膜層； 在所述第二圖形化的掩膜層暴露的硅襯底上形成第三圖形化的掩膜層； 通過離子注入工藝在所述硅襯底中形成所述網格結構； 去除所述第三圖形化的掩膜層。18.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述電化學腐蝕采用氫氟酸與乙醇的混合溶液，所述氫氟酸與乙醇體積比的配比范圍為1:10?2:1。19.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述外延工藝使用的氣源為含硅的氣體，外延溫度大于900°C。20.如權利要求19所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，所述外延工藝使用的氣源為SiH2Cl2t321.如權利要求11所述的熱電堆紅外探測器的制造方法，其特征在于，還包括形成鈍化層和紅外吸收層，所述鈍化層覆蓋所述熱電堆和絕緣層，所述紅外吸收層位于所述熱電堆的熱端上方的鈍化層上。22.—種熱電堆紅外探測器，其特征在于，包括:P型摻雜的硅襯底、N阱、空腔、外延層、絕緣層和熱電堆，所述N阱位于所述硅襯底中并包圍所述空腔，所述外延層位于所述空腔上并封閉所述空腔，所述絕緣層位于所述外延層上，所述熱電堆的熱端位于所述空腔上方的絕緣層上，所述熱電堆的冷端與硅襯底相連接。23.如權利要求22所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述硅襯底包括上層結構以及位于所述上層結構之下的下層結構，所述N阱位于所述上層結構中，所述上層結構的電阻率小于10 Ω.cm，所述下層結構的電阻率小于0.02 Ω.cm。24.如權利要求22所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，其特征在于，所述N阱的深度大于或等于所述空腔的深度。25.如權利要求22所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述熱電堆紅外探測器還包括鈍化層和紅外吸收層，所述鈍化層覆蓋所述熱電堆和絕緣層，所述紅外吸收層位于所述熱電堆的熱端上方的鈍化層上。
【專利摘要】本發明提供了一種空腔形成方法、熱電堆紅外探測器及其制作方法，所述空腔形成方法在硅襯底中形成N阱，在N阱包圍的硅襯底中形成N型摻雜的網格結構，并進行電化學腐蝕形成多孔硅層，再通過外延工藝使多孔硅層發生重構形成封閉的空腔。本發明無需通過長時間的濕法腐蝕或干法刻蝕工藝來形成空腔，并且空腔的形成是在金屬淀積之前，不存在常規濕法腐蝕硅襯底形成空腔的工藝中對金屬的腐蝕問題，此外，該空腔的形成方法比較簡單，可與常規CMOS工藝兼容，適于規模化生產。
【IPC分類】H01L31/18, H01L31/09, G01J5/12
【公開號】CN105576070
【申請號】CN201510967729
【發明人】孫福河, 聞永祥, 季鋒, 劉琛, 陳雪平, 孫偉
【申請人】杭州士蘭集成電路有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月18日