一种红外探测器阵列及其制作方法

摘要

本发明提供一种红外探测器阵列及其制作方法，该红外探测器阵列的结构特点在于在非致冷红外探测器像素的悬桥结构上制作两组热敏单元B1和B2，在衬底上制作另外两组热敏单元S1和S2，再通过惠斯通电桥形式将这四组热敏单元连接起来，差分输出电信号，抑制了电路噪声，可显著地提高器件的信噪比。本发明制作方法的特点在于：在释放像素结构时，先在衬底中刻蚀出腐蚀槽，然后采用各向异性腐蚀剂腐蚀硅释放像素结构，提高了腐蚀释放效率，且腐蚀形状及深度可控，可避免像素和衬底之间发生粘连，还可以以未腐蚀尽的硅作为像素的锚，简化了锚的制作工艺。

权利要求

1.一种红外探测器阵列的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

1)提供一衬底，在所述衬底表面依次沉积生长介质层和功能材料层；

2)图形化所述功能材料层，在所述介质层表面形成第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元；

3)淀积金属层并图形化，以在所述第一热敏单元、第二热敏单元表面形成第一金属层、在所述第三热敏单元和第四热敏单元表面形成第二金属层、在所述介质层表面形成第三金属层，所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元之间通过所述第三金属层连接形成惠斯通电桥；

4)沉积钝化层，并在与所述第一热敏单元、第二热敏单元对应的钝化层表面形成金属反射层；

5)刻蚀所述钝化层、介质层和衬底，以在所述衬底和第一热敏单元、第二热敏单元之间形成第一介质层，所述衬底和第三金属层之间形成第三介质层，所述衬底和第三热敏单元和第四热敏单元之间形成第二介质层，所述第一金属层和金属反射层之间形成第一钝化层，所述第三金属层表面形成第三钝化层，所述第二金属层表面形成第二钝化层，所述衬底中形成腐蚀槽；所述第二介质层、第三热敏单元、第四热敏单元、第二金属层和第二钝化层构成悬桥结构，所述第三介质层、第三金属层和第三钝化层构成支撑梁；

6)继续腐蚀所述衬底，将所述腐蚀槽腐蚀形成一个空腔，使所述悬桥结构和支撑梁悬空。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中形成的第三金属层为部分惠斯通电桥的电连线，这种情况下，所述步骤4)包括：沉积钝化层，并在与所述第一热敏单元、第二热敏单元对应的钝化层表面形成金属反射层，同时在所述第三金属层所对应钝化层表面再形成一层第三金属层作为电连线，这两层第三金属层一起用来连接所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元形成惠斯通电桥。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述衬底为SOI衬底，则所述步骤1)中先腐蚀掉SOI中的顶层硅，之后在SOI的埋氧层上直接生长功能材料层；步骤2)中图形化所述功能材料层后形成热敏电阻型的第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中的衬底为SOI衬底，则步骤2)中直接利用SOI的顶层硅作为功能材料层，图形化所述功能材料层后形成二极管型的第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元。

说明书

一种红外探测器阵列及其制作方法

技术领域

[0001] 本发明属于微电子机械系统领域，特别是涉及一种红外探测器阵列及其制作方法。

背景技术

[0002] 红外探测器是能将外界红外辐射转变成易测量的其他物理量的器件，根据探测机理红外探测器可分为光子型和热型探测器，前者利用探测器吸收光子后，本身电子状态发生改变，从而引起内光电效应和外光电效应等光子效应；后者利用探测器吸收红外后自身温度升高，从而引起敏感元件的物理性质发生改变来实现探测。光子探测器一般是基于窄禁带宽度半导体材料设计制作的，为了降低器件噪声，需要致冷设备，因此造价较高，维护成本较高；而热型探测器工作时一般不需要致冷，可以在常温下工作，降低了制造成本，更利于大规模生产。近年来，随着非致冷红外热成像技术地不断进步，该技术的应用已从传统的军事领域延伸到了电力、消防、工业、医疗、安防等国民经济各个部门。非致冷红外探测器巨大的商业价值潜力促进了非致冷红外探测器的快速发展。

[0003] 非致冷红外探测器主要包括非晶硅型、氧化钒型和二极管型红外探测器，它们利用非晶硅、氧化钒和二极管的温敏特性将红外信号转化为可测量的电学信号，直接将该信号进行放大处理从而获取红外信号。本发明提出采用惠斯通电桥连接数个敏感单元，以提高器件的信噪比，并减小环境背景温度变化的影响。

发明内容

[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种红外探测器阵列及其制作方法，用于解决现有技术中红外探测器的信噪比低，并受环境背景温度变化的影响大的问题。

[0005] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种红外探测器阵列，所述红外探测器阵列包括若干个像素，所述像素包括：

[0006] 衬底，所述衬底表面形成有一空腔，所述衬底表面还形成有第一介质层、制作在所述第一介质层表面的第一热敏单元和第二热敏单元、形成在所述第一热敏单元和第二热敏单元表面的第一金属层、包覆在所述第一热敏单元和第二热敏单元及第一金属层上的第一钝化层、以及覆盖在所述第一钝化层表面的金属反射层；

[0007] 悬桥结构，悬空在所述空腔上方且通过支撑梁与所述衬底相连，所述悬桥结构包括第二介质层、制作在所述第二介质层表面的第三热敏单元和第四热敏单元、形成在第三热敏单元和第四热敏单元表面的第二金属层、以及包覆在所述第三热敏单元和第四热敏单元及第二金属层上的第二钝化层；

[0008] 所述支撑梁包括第三介质层、制作在第三介质层上的第三金属层、以及包覆所述第三金属层的第三钝化层；

[0009] 所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元之间通过所述第三金属层连接形成惠斯通电桥。

[0010] 可选地，所述支撑梁悬空在所述空腔上方，且所述支撑梁的一端与衬底相连。

[0011] 可选地，所述第三金属层为单层电连线。

[0012] 可选地，所述第三金属层为双层电连线，每一层包括两条电连线，层间电连线之间通过第三钝化层隔离。

[0013] 可选地，所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元采用相同的材料和工艺制作，结构参数相同。

[0014] 可选地，所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元均包含至少一个热敏元件。

[0015] 可选地，所述热敏元件为非晶硅热敏电阻、氧化钒热敏电阻或者二极管中的一种。

[0016] 可选地，每一个像素均包括一个第一热敏单元和一个第二热敏单元；或者多个像素公用一个第一热敏单元和一个第二热敏单元。

[0017] 本发明还提供一种红外探测器阵列的制作方法，所述方法包括：

[0018] 1)提供一衬底，在所述衬底表面依次沉积生长介质层和功能材料层；

[0019] 2)图形化所述功能材料层，在所述介质层表面形成第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元；

[0020] 3)淀积金属层并图形化，以在所述第一热敏单元、第二热敏单元表面形成第一金属层、在所述第三热敏单元和第四热敏单元表面形成第二金属层、在所述介质层表面形成第三金属层，所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元之间通过所述第三金属层连接形成惠斯通电桥；

[0021] 4)沉积钝化层，并在与所述第一热敏单元、第二热敏单元对应的钝化层表面形成金属反射层；

[0022] 5)刻蚀所述钝化层、介质层和衬底，以在所述衬底和第一热敏单元、第二热敏单元之间形成第一介质层，所述衬底和第三金属层之间形成第三介质层，所述衬底和第三热敏单元和第四热敏单元之间形成第二介质层，所述第一金属层和金属反射层之间形成第一钝化层，所述第三金属层表面形成第三钝化层，所述第二金属层表面形成第二钝化层，所述衬底中形成腐蚀槽；所述第二介质层、第三热敏单元、第四热敏单元、第二金属层和第二钝化层构成悬桥结构，所述第三介质层、第三金属层和第三钝化层构成支撑梁；

[0023] 6)继续腐蚀所述衬底，将所述腐蚀槽腐蚀形成一个空腔，使所述悬桥结构和支撑梁悬空。

[0024] 可选地，所述步骤3)中形成的第三金属层为部分惠斯通电桥的电连线，这种情况下，所述步骤4)包括：沉积钝化层，并在与所述第一热敏单元、第二热敏单元对应的钝化层表面形成金属反射层，同时在所述第三金属层所对应钝化层表面再形成一层第三金属层作为电连线，这两层第三金属层一起用来连接所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元形成惠斯通电桥。

[0025] 可选地，所述衬底为SOI衬底，则所述步骤1)中先腐蚀掉SOI中的顶层硅，之后在SOI的埋氧层上直接生长功能材料层；步骤2)中图形化所述功能材料层后形成热敏电阻型的第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元。

[0026] 可选地，所述步骤1)中的衬底为SOI衬底，则步骤2)中直接利用SOI的顶层硅作为功能材料层，图形化所述功能材料层后形成二极管型的第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元。

[0027] 如上所述，本发明的红外探测器阵列及其制作方法，所述红外探测器阵列包括若干个像素，所述像素包括：衬底，所述衬底表面形成有一空腔，所述衬底表面还形成有第一介质层、第一热敏单元和第二热敏单元、第一金属层、第一钝化层、以及金属反射层；悬桥结构，悬空在所述空腔上方且通过支撑梁与所述衬底相连，所述悬桥结构包括第二介质层、第三热敏单元和第四热敏单元、第二金属层、以及第二钝化层；所述支撑梁包括第三介质层、第三金属层、以及第三钝化层；所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元之间通过所述第三金属层连接形成惠斯通电桥。本发明通过惠斯通电桥形式将四组热敏单元连接起来，差分输出电信号，抑制了电路噪声，可显著地提高器件的信噪比。本发明制作方法的特点在于：在释放像素结构时，先在硅衬底中刻蚀出深槽，然后采用各向异性腐蚀剂腐蚀硅释放像素结构，提高了腐蚀释放效率，且腐蚀形状及深度可控，可避免像素和衬底之间发生粘连，还可以以未腐蚀尽的硅作为像素的锚，简化了锚的制作工艺。

附图说明

[0028] 图1四个热敏单元采用惠斯通电桥形式连接的示意图。

[0029] 图2为四梁支撑的像素结构扫描电镜图。

[0030] 图3a为两梁支撑的像素结构俯视图。

[0031] 图3b为悬桥上热敏单元的剖面示意图。

[0032] 图4a-4g为实施例一的工艺流程图。

[0033] 图5a-5h为实施例二的工艺流程图。

[0034] 元件标号说明

[0035] 1                       衬底

[0036] 2                       功能材料层

[0037] 12                      第三热敏单元

[0038] 13                      第四热敏单元

[0039] 14                      第一热敏单元

[0040] 15                      第二热敏单元

[0041] 3                       介质层

[0042] 31                      第一介质层

[0043] 32                      第二介质层

[0044] 33                      第三介质层

[0045] 4                       金属层

[0046] 41                      第一金属层

[0047] 42                      第二金属层

[0048] 43、10                   第三金属层

[0049] 5                       欧姆接触区

[0050] 6                       金属反射层

[0051] 7、16                    钝化层

[0052] 71                      第一钝化层

[0053] 72                      第二钝化层

[0054] 73                      第三钝化层

[0055] 8                       腐蚀槽

[0056] 9                       空腔

[0057] 11                      热敏元件

具体实施方式

[0058] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0059] 请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

[0060] 实施例一

[0061] 本实施例的提供一种红外探测器阵列，如附图2和附图4g(沿着图2中的AA’剖面)所示，该阵列包括若干个像素结构，所述像素结构为四梁支撑的悬桥结构(从图2看出)。所述像素结构的具体包括：

[0062] 衬底1，所述衬底1表面形成有一空腔9，所述衬底1表面还形成有第一介质层31、制作在所述第一介质层31表面的第一热敏单元14和第二热敏单元15、形成在所述第一热敏单元14和第二热敏单元15表面的第一金属层41、包覆在所述第一热敏单元14和第二热敏单元15及第一金属层41上的第一钝化层71、以及覆盖在所述第一钝化层71表面的金属反射层6；

[0063] 悬桥结构，悬空在所述空腔9上方且通过支撑梁与所述衬底1相连，所述悬桥结构包括第二介质层32、制作在所述第二介质层32表面的第三热敏单元12和第四热敏单元13、形成在第三热敏单元12和第四热敏单元13表面的第二金属层42、以及包覆在所述第三热敏单元12和第四热敏单元13及第二金属层42上的第二钝化层72；

[0064] 所述支撑梁包括第三介质层33、制作在第三介质层33上的第三金属层43、以及包覆所述第三金属层43的第三钝化层73；

[0065] 所述第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13之间通过所述第三金属层43连接形成惠斯通电桥，

[0066] 所述第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13通过所述第三金属层43引出电信号，与外界信号处理电路连接；金属层(第一金属层41、第二金属层42、第三金属层43)之上的钝化层(第一钝化层71、第二钝化层72、第三钝化层73)用以实现电气隔离；介质层3和钝化层都具有吸收红外辐射的功能。

[0067] 值得注意的是：每个像素都具有一组第三热敏单元12和一组第四热敏单元13(即图1中的B1和B2)，但对第一热敏单元14和一个第二热敏单元15(即图1中的S1和S2)而言，可以是每个像素都具有，但为了节省芯片面积，也可以是多个像素公用这两组热敏单元S1和S2，如每一行或每一列像素公用两组热敏单元S1和S2。

[0068] 本实施例中，所述像素由四条支撑梁所支撑，此时，用于连接所述第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13的第三金属层43为单层电连线。

[0069] 所述支撑梁悬空在所述空腔9上方，且所述支撑梁的一端与衬底1相连、另一端与所述悬桥结构相连。四条支撑梁则一共具有四个固定端与衬底1相连，如图2所示。

[0070] 另外，需要说明的是，本发明的红外探测器为非致冷红外探测器，在非致冷红外探测器像素的悬桥结构上制作两组热敏单元B1和B2(第三热敏单元12和第四热敏单元13)，用以感知红外信号；另外两组热敏单元S1和S2(第一热敏单元14和第二热敏单元15)制作在衬底1上，热敏单元S1和S2上的制作有金属反射层6，即热敏单元S1和S2不接受红外辐射。所述热敏单元B1、B2、S1和S2采用相同的材料和工艺制作，其结构参数相同；热敏单元B1、B2、S1和S2中包含一个或多个热敏元件，所述热敏元件可以是非晶硅热敏电阻、氧化钒热敏电阻或二极管中的一种。

[0071] 构成的所述惠斯通电桥如图1所示，热敏单元B1和S1串联，B2和S2串联，将两组串联的热敏单元并联起来构成一个惠斯通电桥，四组热敏单元在空间上按照逆时针方向依次是B1、S1、B2和S2。按照这种方式连接起来的惠斯通电桥，在无红外辐射时，差分输出信号为零；在环境温度变化时，由于B1、B2、S1和S2受环境温度变化影响的程度相同，差分输出信号依然为零。有红外辐射时，此时热敏单元B1、B2接受红外辐射，而热敏单元S1和S2不接受红外辐射，差分输出信号不再为零。由于所获得的输出信号为差分信号，抑制了电路噪声，可显著地提高器件的信噪比。

[0072] 本实施例中还提供一种红外探测器阵列的制作方法，用来制作上述红外探测器阵列，下面结合附图2及图4a～4g(沿着图2中的AA’剖面)来具体介绍所述制作方法。

[0073] 首先执行步骤1)，提供一衬底1，在所述衬底1表面依次沉积生长介质层3和功能材料层2，如图4a所示。

[0074] 本实施例中，所述衬底1采用双抛硅片。

[0075] 在双抛硅片上沉积介质层3，所述介质层3为氧化硅、氮化硅或碳化硅中的一种或它们的组合；在所述介质层3上制作功能材料层2，所述功能材料层2可以是非晶硅薄膜、氧化钒薄膜或单晶硅薄膜中的一种。

[0076] 其次执行步骤2)，图形化所述功能材料层2，在所述介质层3表面形成第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13，形成的第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13如图4b所示。

[0077] 所述第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13均包含至少一个热敏元件。

[0078] 所述热敏元件为非晶硅热敏电阻、氧化钒热敏电阻或者二极管。

[0079] 然后执行步骤3)，淀积金属层4并图形化，以在所述第一热敏单元14、第二热敏单元15表面形成第一金属层41、在所述第三热敏单元12和第四热敏单元13表面形成第二金属层42、在所述介质层3表面形成第三金属层43，所述第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13之间通过所述第三金属层43连接形成惠斯通电桥，如图4c所示。

[0080] 本实施例中，所述第一金属层41用于第一热敏单元14、第二热敏单元15内部热敏电阻或二极管之间的电连接，所述第二金属层42用于第三热敏单元12和第四热敏单元13内部热敏电阻或二极管之间的电连接，所述第三金属层43用于所述第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13之间电连接形成惠斯通电桥。

[0081] 所述金属层图形化后还形成用于焊接金属引线的焊盘(Pad)。

[0082] 本实施例中，第三金属层43在同一层上，属于单层电连线。

[0083] 接着执行步骤4)，如图4d和4e所示沉积钝化层7，并在与所述第一热敏单元14、第二热敏单元15对应的钝化层7表面形成金属反射层6。

[0084] 所述钝化层7为氧化硅、氮化硅或碳化硅中的一种或它们的组合。

[0085] 所述金属反射层6为铝或金或其他金属。

[0086] 本实施例中，所述钝化层为7氧化硅，所述金属反射层6为铝。

[0087] 再执行步骤5)，如图4f所示，刻蚀所述钝化层7、介质层3和衬底1，以在所述衬底1和第一热敏单元14、第二热敏单元15之间形成第一介质层31，所述衬底1和第三金属层43之间形成第三介质层33，所述衬底1和第三热敏单元12和第四热敏单元13之间形成第二介质层32，所述第一金属层41和金属反射层6之间形成第一钝化层71，所述第三金属层43表面形成第三钝化层73，所述第二金属层42表面形成第二钝化层7，所述衬底1中形成腐蚀槽8；所述第二介质层32、第三热敏单元12、第四热敏单元13、第二金属层42和第二钝化层72构成悬桥结构，所述第三介质层33、第三金属层43和第三钝化层73构成支撑梁。

[0088] 本步骤中进一步刻蚀硅衬底1形成有利于腐蚀释放的腐蚀槽8，腐蚀槽8的深度由设计者根据像素结构自行确定，如图4f所示。

[0089] 最后执行步骤6)，如图4g所示，继续腐蚀所述衬底1，将所述腐蚀槽8腐蚀形成一个空腔9，使所述悬桥结构和支撑梁悬空。形成的像素进行平铺即可形成红外探测器阵列。

[0090] 可以采用氢氧化钾(KOH)或四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀等各向异性腐蚀剂腐蚀硅衬底1释放像素结构。

[0091] 在上述工艺制作中，在释放像素之前，先采用深反应离子刻蚀工艺或其它刻蚀技术在硅衬底中刻蚀出腐蚀8槽，然后采用氢氧化钾(KOH)或四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀等各向异性腐蚀剂腐蚀硅衬底1释放像素结构，提高了腐蚀释放效率，且腐蚀形状及深度可控，一方面可以使像素的悬浮结构远离硅衬底1，以免像素和衬底之间发生粘连，另一方面，可以以未腐蚀尽的硅作为像素的锚，简化了锚的制作工艺。

[0092] 本实施例中，采用的双抛硅片晶向为(100)，腐蚀出的空腔形状截面为梯形；在其他实施例中也可以采用晶向为(111)的双抛硅片。

[0093] 实施例二

[0094] 本实施例的提供一种红外探测器阵列，如附图3a和附图5h(沿着图3a中的CC’剖面)所示，本实施例的红外探测阵列中像素与实施例一中像素的区别在于，本实施例中的第三金属层43为两层电连线结构，每一层包括两条电连线，层间电连线之间通过第三钝化层73隔离。通过上下共四条电连线将第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13连接成惠斯通电桥。

[0095] 需要说明的是，附图3a为俯视图，只能看见支撑梁中最上面的两条第三金属层(电连线，图3a中标号为4)，还需要说明的是，图3a中仅仅展示了位于支撑梁上的第三金属层，用于连接热敏单元之间的部分电连线未示出，但本领域技术人员应当从图1中可以知晓惠斯通电桥中热敏单元间的连接关系。

[0096] 进一步地，如图3b所示为悬桥结构中一个热敏单元沿着图3a的BB’方向的剖面示意图。介质层3上的功能材料层2图形化后形成单个热敏元件11(热敏电阻或二极管)，一个或多个热敏元件11(图中只画出了3个)构成了一个热敏单元，热敏元件11通过欧姆接触区5与金属层4相连接，钝化层7包覆在最上面。所述欧姆接触区可通过重掺杂所述功能材料层来形成。需要说明的是，实施例一悬桥结构中沿热敏单元的剖视图跟本实施例的图3b相同。

[0097] 如图1和3a所示，四组热敏单元B1、B2、S1、S2形成惠斯通电桥的连接方式为：悬桥上热敏单元B1的a端与衬底上热敏单元S2的g端相连接，其b端与衬底上热敏单元S1的e端相连接；悬桥上热敏单元B2的c端与衬底上热敏单元S2的h端相连接，其d端与衬底上热敏单元S1的f端相连接；由恒流源或恒压源供电，之后在b(e)和c(h)之间输出电压信号V0。

[0098] 本实施例中还提供一种红外探测器阵列的制作方法，用来制作本实施例的红外探测器阵列，下面结合附图3a及图5a～5h(沿着图2中的AA’剖面)来具体介绍所述制作方法。

[0099] 本实施例中工艺图5a～5b与实施例一相同，而本实施例中制作方法与实施例一的制作方法的区别在于：所述步骤3)中形成的第三金属层43为部分惠斯通电桥的电连线(图5c)，这种情况下，所述步骤4)包括：沉积钝化层7(图5d)，并在与所述第一热敏单元14、第二热敏单元15对应的钝化层7表面形成金属反射层6，同时在所述第三金属层45所对应钝化层
7表面再形成一层第三金属层10作为电连线(如图5e所示)，这两层第三金属层10、43一起用来连接所述第一热敏单元14、第二热敏单元15、第三热敏单元12和第四热敏单元13形成惠斯通电桥。

[0100] 优选地，在上述整个结构表面再沉积一层钝化层16(如图5f所示)，钝化层16为氧化硅、氮化硅或碳化硅中的一种或它们的组合。

[0101] 之后刻蚀钝化层16、7和介质层3形成像素结构，进一步刻蚀硅衬底1形成有利于腐蚀释放的腐蚀槽8，腐蚀槽8的深度由设计者根据像素结构自行确定，如图5g所示；

[0102] 最后采用氢氧化钾(KOH)或四甲基氢氧化铵(TMAH)腐蚀等各向异性腐蚀剂腐蚀硅释放像素结构，在衬底1中形成空腔9，如图5h所示。

[0103] 实施例三

[0104] 本实施例与实施例一、二的区别在于，本实施例采用SOI为衬底。

[0105] 对于热敏电阻构成的热敏单元，则所述步骤1)中先腐蚀掉SOI中的顶层硅，之后在SOI的埋氧层上直接生长功能材料层，步骤2)中图形化所述功能材料层后形成热敏电阻型的第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元，后续步骤与实施例一、二中的相同。

[0106] 对于二极管构成的热敏单元，则步骤1)选择合适的SOI硅片，步骤2)中直接利用SOI的顶层硅作为功能材料层，图形化所述功能材料层后形成二极管型的第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元，后续步骤与实施例一、二中的相同。

[0107] 综上所述，本发明提供一种红外探测器阵列及其制作方法，所述红外探测器阵列包括若干个像素，所述像素包括：衬底，所述衬底表面形成有一空腔，所述衬底表面还形成有第一介质层、第一热敏单元和第二热敏单元、第一金属层、第一钝化层、以及金属反射层；悬桥结构，悬空在所述空腔上方且通过支撑梁与所述衬底相连，所述悬桥结构包括第二介质层、第三热敏单元和第四热敏单元、第二金属层、以及第二钝化层；所述支撑梁包括第三介质层、第三金属层、以及第三钝化层；所述第一热敏单元、第二热敏单元、第三热敏单元和第四热敏单元之间通过所述第三金属层连接形成惠斯通电桥。本发明通过惠斯通电桥形式将四组热敏单元连接起来，差分输出电信号，抑制了电路噪声，可显著地提高器件的信噪比。本发明制作方法的特点在于：在释放像素结构时，先在硅衬底中刻蚀出深槽，然后采用各向异性腐蚀剂腐蚀硅释放像素结构，提高了腐蚀释放效率，且腐蚀形状及深度可控，可避免像素和衬底之间发生粘连，还可以以未腐蚀尽的硅作为像素的锚，简化了锚的制作工艺。

[0108] 所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

[0109] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。