专利名称：用于检测和/或发射电磁辐射的器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于检测和/或发射电磁辐射的器件，该器件具有在真空中或降低 的压力下的密封微封装，该密封微封装具有定义密封腔室的盖和基板。该器件包括非冷 却的热检测器和/或发射器，该热检测器和/或发射器具有对电磁辐射敏感且悬挂在基板 之上的膜。腔室至少密封非冷却的热检测器和/或发射器、用于将电磁辐射朝向膜反射 的反射器以及至少一个吸气器(getter)。反射器以薄层的形式布置在基板的前表面与膜之 间，并具有面向膜的第一主表面和面向基板的前表面的第二主表面。本发明还涉及制造该器件的方法。
背景技术：
用于检测和/或发射电磁辐射的器件集成了一个或多个热检测器和/或发射器， 并利用构成检测器和/或发射器的材料的电性能的热起源的变化，诸如电阻或介电常 数。热检测器和/或发射器被描述为“非冷却的(uncooled)”，当它们工作时不用借助 于冷却。在这些非冷却的热检测器中，在III带(8至12 μ m)中对红外(IR)辐射敏感的 红外(IR)热检测器作为示例被发现。如图1所示，诸如IR热检测器的未冷却热检测器和/或发射器1通常包括膜2， 膜2包括对电磁辐射敏感且通过制作隔离结构而与基板3热隔离的元件，该隔离结构由微 桥4和热绝缘臂5形成。此悬挂的隔离结构倾向于减少热惯性，因此减少对检测器和/ 或发射器1发射的信号的响应时间并改善信噪比。公知地，将薄层形式的反射器6布置 在面对膜2的基板3上以将入射的辐射反射到膜2并优化检测器和/或发射器1的效率。图2中示出的用于检测和/或发射电磁辐射的器件通常由一个或多个未冷却热检 测器和/或发射器1形成，一个或多个未冷却热检测器和/或发射器1置于微封装7中并 连接到布置于基板3中的读电路8，读电路8通常由硅制成。微封装7通常由定义腔室10 的盖9和基板3形成。微封装7置于真空中或降低的压力下以限制热损失并增强性能。 密封层11覆盖盖9以使微封装7为气密的。盖9和密封层11优选地由对这样封装的检 测器和/或发射器1发射或吸收的辐射透明的材料形成。它们还可以设置有对辐射透明 的窗口。用于检测和/或发射电磁辐射的器件的性能取决于器件中检测器和/或发射器的 集成和热隔离的质量。已经开展了许多工作来改善检测器和/或发射器的封装，尤其是改善检测和/或 发射器件中真空的质量。某些工作提出利用将器件内的残余气体抽出的装置，该装置通 常称为“吸气器”。吸气器的功能是在微封装被密封之后在器件的使用期间吸收或捕获 从器件释放的残余气体。易于从器件的内壁放出的气体种类通常包含氧、氢、氮、一氧 化碳或二氧化碳、甲烷或其它有机种类。这些残余气体易于引起微封装中内部压力的增 大，并因此影响热检测器和/或发射器的热隔离的质量。吸气器由一种或多种吸气材料形成，其一旦激活就对特定的残余气体起反应。吸气材料具有促进残余气体在吸气器内的吸收、扩散和迁移的物理性能。因此，通过将 吸气器置于用于检测和/或发射电磁辐射的器件的微封装中，吸气器保持真空并抽取残 余气体。例如，文献JP-A-11326037、US_A_5895233、JP-A-2000337959 和 US_A_5921461
描述了包括吸气器的密封IR检测器件，该吸气器置于位于密封腔室的内表面上的区域上。 这些区域未被检测器占据并且是无光学活性的。文献US-A-5895233具体公开了置于基板 的靠近检测器的区域中、在微桥的壁上或在盖的未被窗口占据的表面上的吸气器。此外，在该器件的不同制造步骤期间使用的化学气体污染吸气器。在器件被密 封之前，吸气器必须被热激活，然而不能施加过高的温度以不冒损伤构成检测器和/或 发射器的元件的风险。此方案通常不足以获得优化的吸气器性能。为了优化吸气器，文献JP-A-2000337959和US-A-5921461提出将吸气器限制在 分隔间中或增大吸气器的体积或表面。然而，这些方案是不足的，因为它们会损害检测 器和/或发射器的数目。在微封装中为光学活性元件留出的空间会受到极大的影响，从 而限制小型化的可能性。文献US7279682提出将吸气器插入一空腔中，该空腔置于密封腔室外侧并制作 在基板的无源后表面上。所使用的后表面与包含读电路的有源前表面相对。此空腔经由 贯穿基板厚度的紧密密封的通道而与密封腔室连通。然而，要贯穿的基板相对较厚，密 封的通道占据大的空间，例如ΙΟμιη，会损害由检测器占据的空间。此布置构成对检测 器(特别是具有小节距的(17至25μιη))的单独密封以及热检测器件的小型化的显著阻 碍。文献US6753526还描述了集成吸气器的IR辐射检测器件，该吸气器布置在基板 的实际整个表面上，具体地在热IR检测器的膜之下。该作者提出利用呈现高反射系数的 金属吸气器以使其既能用作吸气器还能用作反射器，既实现吸收功能又实现反射功能。

发明内容
本发明的目的是改正现有技术的缺点，具体地改善检测器的寿命而不对器件的 光学质量有任何不利影响。本发明的另一个目的是提供一种满足微部件的小型化要求并同时保持检测和/ 或发射器件的优化特性的器件。根据本发明，此目标通过根据权利要求书的用于检测和/或发射电磁辐射的器 件以及制造该器件的方法来实现。具体地，此目标通过以下情形实现吸气器布置在反射装置的第二主表面的至 少一部分上以形成反射器/吸气器组件，以及自由空间形成在反射器/吸气器组件与基板 的前表面之间，该自由空间释放吸气器的表面并与密封的腔室连通。本发明的另一目标是提供一种制造检测和/或发射电磁辐射的器件的方法，该 方法容易实施、便宜并能与常规的微电子技术兼容。


其它的优点和特征将从以下对本发明特定实施例的描述而变得更加明显，本发明的特定实施例仅是非限制性示例的目的给出并在附图中示出，在附图中图1示意地示出根据现有技术的非冷却的热检测器的截面。图2示意地示出根据现有技术的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的截面。图3对应于绘出不同反射器的辐射的入射功率A下的吸收功率随入射波长λ变 化的曲线图。图4示意地示出根据本发明的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的第一特定实 施例的截面。图5示意地示出根据图4的器件的放大的截面。图6示意地示出根据图4的备选实施例的放大的截面。图7示意地示出沿图4中示出的器件的线AA的截面图。图8至图12示意地示出根据图6的本发明的制造方法的不同步骤的截面。图13示意地示出根据本发明的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的第二特定 实施例的截面。图14至图16示意地示出根据图13的本发明的制造方法的不同步骤的截面。图17示意地示出图16的俯视图。图18示意地示出根据本发明的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的第三特定 实施例的截面。图19和图20示意地示出根据图18的本发明的制造方法的不同步骤的截面。不同的附图没有按比例绘制，这在电路(特别是集成电路)的表示中是普遍的。
具体实施例方式图3突出了使用同时用作吸气器的目的的反射器的缺点。构成吸气器和反射器 的金属薄层实际上捕获气体种类，具体地高氧化种类的氧。在使用中，这种捕获导致吸 气器的氧化并引起金属层的电阻率增大，使其反射入射辐射的能力退化。图3的三个图 示a，b和c分别表示有电阻的反射器(也就是，氧化的)、包括该反射器的测辐射热仪和 包括理想反射器(未氧化)的测辐射热仪的吸收功率与入射功率的比例A随入射波长λ 的变化。这些图示a，b和c显示出对于包括有电阻的反射器的测辐射热仪的吸收功率与 入射功率的比例的退化。如图4所示，用于检测和/或发射电磁辐射的器件包括以公知的方式在真空中或 在降低的压力下的密封微封装7。此器件特别适于未冷却热IR检测器，诸如微测辐射热 仪。微封装7通常包括盖9和基板3，盖9和基板3定义被紧密密封的腔室10。腔 室10至少密封具有膜2的未冷却热检测器和/或发射器1，膜2对电磁辐射敏感并悬挂于 基板3之上。热检测器和/或发射器1必须密封在真空中或降低的压力下以在使用期间 实现并保持其性能。腔室10能够密封一个或多个热检测器和/或发射器1，单独地或以阵列的形式， 例如以四个检测器1的阵列的形式。腔室10在热检测器和/或发射器1的膜2之上布置 空间，将膜2与盖9分隔开，分隔距离有利地包括在0.5μιη至5μιη之间。盖9由对电磁辐射透明的材料制成，或者包括位于平行于膜2的平面上且面对膜2布置的窗口的对电磁辐射透明的窗口，以使对辐射的吸收最大化。例如，为了检测和/ 或发射红外辐射，透明窗口能够由硅(Si)、锗(Ge)或硫化锌(ZnS)制成。基板3通常为硅晶片的形式，并包括读电路8和/或激励装置、称作“有源表 面”的前表面12和没有电子部件的后表面13。基板3的前表面12有利地由电绝缘的表面钝化层14形成。表面钝化层14通常 为硅氧化物(SiO)或硅氮化物(SiN)或氮氧化硅(SiOxNy)的层。基板3的前表面12用作支撑物，非冷却的热检测器和/或发射器1支撑或锚定 在该支撑物上。对于红外成像领域的应用，特别对于在环境温度操作的单片红外成像系统，该 器件能够包括矩阵架构，也就是包含几个检测器1，每个检测器也能够为基本检测器的矩 阵形式。CMOS或CDD型硅复用电路也集成在基板3中以串行化(serialize)来自检测器 1的电信号并经由通常的成像系统使用该电信号。为了限制热损失，检测器和/或发射器1构造为根据常规悬挂结构的具有隔离壁 5的薄层的微结构。膜2以一个或多个热敏材料的薄层以及将电磁辐射转换成热并将其传输到敏感 材料的吸收体的形式制成，一个或多个热敏材料的薄层通常具有包括在0.1 μ m至1 μ m 之间的厚度。如图5所示，由常规布置置于膜2上的电极15通过微桥4和形成在基板3上的 接触16电连接到读电路8和/或激励装置。电极15和接触16由金属材料制成，例如钛 (Ti)、氮化钛(TiN)、钼(Pt)或镍铬合金(NiCr)。用于检测和/或发射的器件还包括反射器17，反射器17为布置在基板3的前表 面12与膜2之间的反射薄层的形式。此薄层有利地由金属制成。反射器17布置在膜2 之下且平行于膜2，使得电磁辐射被朝向膜2反射，从而用作反射装置。对于包括几个检测器和/或发射器1的器件，该器件包括几个单独的反射器17。 每个单独的反射器17有利地布置在每个检测器和/或发射器1的膜2之下。反射器17具有面对膜2的第一主表面18和面对基板3的前表面12的第二主表 面19。空间将反射器17与膜2分离以释放第一主表面18。以此方式布置，反射器17 的第一主表面18能够将入射光线朝向膜2反射以使得热检测器和/或发射器1的光学效 率被优化。反射器17由对要被吸收的残余气体具有惰性的一种或多种材料形成并呈现出高 反射系数，也就是大于或等于90%。反射器17优选为入射光线的良导体、致密并具有低 的孔隙率。更具体地由铝、金和铜或基于这些金属的合金选出的金属反射器17将被优选 地选择。至少一个吸气器20布置在反射器17的第二主表面19的至少一部分上以形成反 射器/吸气器组件22。“布置在第二主表面19的至少一部分上”所表示的事实是吸气器20的位置位于 第二主表面19的水平处且在反射器17之下。这表明，吸气器20牢固地附着到反射器17 而不一定要与反射器17直接接触。如图5所示，由此可以设想将一个或多个薄层26插 设在反射器17与吸气器20之间。
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自由空间(free space) 23形成在反射器/吸气器组件22与基板3的前表面12之 间，自由空间23释放(releasing)吸气器20的可到达表面24 (底表面)并与腔室10连通。 吸气器20的可到达表面(accessible surface) 24所表示的是吸气器20的不朝向反射器17的 表面。此可到达表面24必须能够或变得可让残余气体到达。吸气器20由对要被吸收的残余气体起反应的至少一种吸气材料构成的一个或多 个薄层形成。几种吸气材料的使用能够使气体的抽取有利地通过确定吸气器20的作用的 目标而优化。因此，形成吸气器20的吸收材料根据它们的物理性质而选择，更具体地， 它们吸收气体的能力以及使气体在吸气器20内扩散和迁移的能力。吸气器20优选地由从钛、钼、钡、钽、锆、铁和钒选出的一种金属或基于这些 金属的合金制成。为了在吸气器20与要被吸收的残余气体之间获得尽可能大的接触表面，吸气器 20优选地以薄层的形式制作，并具有与反射器17基本相同的几何形状。吸气器20位于 反射器17之下，并平行于反射器17。反射器/吸气器组件22形成基板3之上的悬挂结构(suspended structure)，该悬 挂结构经由形成基板3的前表面12的表面钝化层14上的至少一个支撑点25而有利地支 撑。吸气器20和反射器17悬挂并支撑在同一基板3上，基板3优选地包括读电路8和
/或激励装置。在图5中，自由空间23构成表面钝化层14中的空腔。从而，自由空间23在其 顶部由反射器/吸气器组件22定义，且在其底部和横向(在图5中从右到左)由表面钝 化层14定义。反射器/吸气器组件22有利地位于既平行于膜2又平行于基板3的平面 上。反射器/吸气器22有利地包括位于反射器17与吸气器20之间的第一阻挡层26。 吸气器20的可到达表面24还可包括第二阻挡层27，第二阻挡层27是吸气器20的临时保 护层。第二阻挡层27将变得对于要被吸收的残余气体是可透过的以使残余气体能够到达 吸气材料20或将在器件被密封之前去除。第一阻挡层26和第二阻挡层27是用于保护构成反射器17和吸气器20的元件的 绝缘层和/或扩散阻挡层。具体地，第一阻挡层26设置为通过特别地防止化学物质从吸 气器20扩散到反射器17以及在两者之间的互扩散而保持反射器17和吸气器20的化学完 整性，从而不使它们的任一个损坏。第二阻挡层27防止由在用于检测和/或发射电磁辐 射的器件的制造方法中出现的各种污染气体对吸气器20的任何污染。第一阻挡层26和 第二阻挡层27能够由一氧化硅(SiO)、硅氮化物(SiN或Si3N4)或钛氮化物(TiN)的一个 或多个层形成，每个层具有包括在0.05 μ m至2 μ m之间的厚度。例如，层26由硅氮化物制成，层27优选地由金属性的材料制成，诸如能够与吸 气器的材料反应的钛氮化物。用于检测和/或发射的器件包括穿过反射器/吸气器组件22的至少一个孔28。 孔28敞开到位于反射器/吸气器组件22下面的空腔23中并使腔室10与空腔23能够连 通。从腔室10产生的残余气体到达空腔23，并因此经由此孔28而到达吸气器20的可到 达表面24。根据图6中示出的备选实施例，用于检测和/或发射电磁辐射的器件能够不仅包括形成反射器/吸气器组件22的部分的第一吸气器20，还包括第二吸气器21。此第二 吸气器能够与第一吸气器20相同或不同，并覆盖空腔23的底部。第二吸气器21的可到 达表面(图6中的顶表面)还可包括第二阻挡层27。如前所述，阻挡层27是可透过的以 使第二吸气器21工作。根据图7中示出的另一备选实施例，反射器/吸气器组件22并不具有孔28。空 腔23通过空腔23的至少一个横向开口 30而与腔室10连通。腔室23为矩形的，反射器 /吸气器22的宽度或长度分别小于空腔23的宽度或长度，此横向开口 30对应于由空腔 23产生的没有被反射器/吸气器组件22覆盖的空间。根据图6中示出的第一实施例的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的制造方法 包括在反射器/吸气器组件22与基板3的前表面12之间形成自由空间23。自由空间23 通过构成基板3的前表面12的表面钝化层14的蚀刻步骤(图8)而产生。自由空间23 的此形成步骤集成在常规密封器件的制造方法中，该制造方法为本领域技术人员所公知 并包括通常的微电子技术，具体地诸如沉积和蚀刻薄层的微加工技术的范围。在制作根据图6的器件中所涉及的不同特征步骤在图8至图12中示出。如图8 所示，我们从由硅晶片和SiO薄层形成的基板3开始，硅晶片例如具有500 μ m的厚度， SiO薄层具有包括在1 μ m至2 μ m的厚度并构成表面钝化层14。基板3能够将集成电路 8和/或激励装置的不同组件集成。形成前表面12的钝化层通过任何公知的方法(通常 由化学或等离子体蚀刻)来蚀刻但不穿透前表面12，以形成具有有利地包括在0.1 μ m至 Iym之间的深度的空腔23。如图9所示，形成第二吸气器21的金属薄层通过例如阴极溅射、化学气相沉积 或蒸发而沉积在表面钝化层14上。然后，如果需要，该金属薄层在基板3的布置在空腔 23周边的前表面12上被蚀刻(图9)。然后，第二阻挡层27通过化学气相沉积(优选LPCVD或PECVD)产生在第二 吸气器21上，接着可以对在基板3的处于空腔23周边的前表面12上的阻挡层进行蚀刻。 例如具有包括在0.05 μ m至5 μ m之间的厚度的SiO、SiN或Si3N4的薄层在第二吸气器 21上获得(图9)。由此形成的空腔23然后用牺牲材料(例如，聚酰亚胺)填充，然后通过例如化 学机械抛光相对于表面钝化层14的表面平坦化(图10)以形成牺牲层31。在图11中示出的下一个步骤包括通过任何公知的方法沉积然后有利地蚀刻反射 器/吸气器组件22为覆盖空腔23和部分表面钝化层14的薄层的形式，以构成支撑点25。 例如，此步骤包括依次沉积和蚀刻形成第一吸气器20的第二阻挡层27的TiN薄层、形成 第一吸气器20的Ti薄层、形成第一阻挡层26的SiN薄层以及形成反射器17的铝(Al)薄 层。孔28然后通过蚀刻反射器/吸气器组件22而形成(图12)。在制造方法期间， 制作在反射器/吸气器组件22中的孔28能够通过蚀刻使牺牲层31的材料被去除。优选 地，整个牺牲材料从空腔23去除。然后，反射器/吸气器组件22的第二阻挡层27构成 吸气器20的由空腔23释放的可到达表面24。在图7中示出的备选实施例的情况下，不必制作孔28。反射器/吸气器组件22 实际上通过仅部分覆盖牺牲层31的薄层的堆叠形成。牺牲层31的未被覆盖的部分在牺牲层31已经被去除之后形成横向开口 30。横向开口 30能够例如布置在反射器/吸气器 组件22的每侧。非冷却的热检测器和/或发射器1然后通过任何公知的方法来制作并密封以获得 图4中示出的器件。例如，非冷却的热检测器和/或发射器1制作在牺牲层(例如由聚酰亚胺制成) 上，该牺牲层具有包括在Iym至2.5μιη之间的厚度，优选地对应于要被检测和/或发 射的波长的四分之一，从而在电极15与反射器17之间构造四分之一波长的距离以导致最 大化的吸收。为了表示的目的，可以在真空中或减小的压力下进行密封，优选地通过公知的 微密封技术。此技术包括沉积覆盖非冷却的热检测器和/或发射器1的牺牲层，接着沉 积形成盖9的薄层。最后，牺牲层通过制作于盖9中的排气孔32(图4)蚀刻以定义腔室 10并释放检测器和/或发射器1。然后，腔室10通过在真空中或降低的压力下沉积密封 层11而被密封并变得气密。实际地，密封在真空腔中进行(图4)。在密封之前，吸气器20和21有利地通过热处理激活。原位激活温度必须足够高 以引起吸气材料中存在的化学物质的解吸附。激活优选地通过在真空中且在包括在350°C 至450°C之间的温度进行在约10分钟至60分钟之间变化的时间段的退火而进行。类似地，在进行密封之前，第二阻挡层27通过在高于150°C的温度的热处理步 骤而变得对要被吸收的残余气体可透过。根据第二特定实施例，反射器/吸气器组件22形成基板3之上的悬挂结构。如 图13所示，释放反射器/吸气器组件22的吸气器的可到达表面24的自由空间23通过反 射器/吸气器组件22的局部提升而形成。根据截面中的图示，反射器/吸气器组件22 表现为位于至少两个锚定区域33上的桥的形式。有利地，提升反射器/吸气器组件22使得组件22与表面钝化层14分隔一距离， 该距离优选地包括在50nm至200nm之间。然后，组件22被移动以更靠近膜2。反射 器/吸气器组件22与膜2之间的距离被减小到包括在2 μ m至5 μ m之间的距离。因此，要被吸收的残余气体能够经由在锚定区域33之间的局部提升产生的至少 一个横向通道而到达吸气器的可到达表面24。锚定区域33设计为执行将反射器/吸气器组件22固定到基板3的前表面12并 保持反射器/吸气器组件22与膜2隔开特定距离。根据第二实施例(图13)的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的制造方法包括 通过在以下描述的连续步骤在反射器/吸气器组件22与基板3的前表面12之间形成自由 空间23。如图14所示，反射器/吸气器组件22的至少两个锚定区域33形成在基板3的 前表面12上。锚定区域33能够通过对基板3的前表面12的局部区域进行改变而形成。 仅是为了描述性示例的目的，局部研磨能够通过对表面钝化层14的等离子体蚀刻或离子 加工而设计。根据未示出的备选实施例，锚定区域33能够通过对此区域的几何的修改而实 现。设计(具体地，凹槽或凸起)能够通过利用任何公知方法的沉积和蚀刻而定义并进 行反射器/吸气器组件22的固定。
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备选地或以互补地方式，还能够设想修改形成此局部区域的材料的特性或组 分，例如通过离子注入、氧化或还原。然后，反射器/吸气器组件22以覆盖每个锚定区域33的至少一部分的薄层的形 式沉积在基板3的前表面12上(图15)。该制造方法的检测器和/或发射器制造和密封步骤类似于上述第一制造方法的 检测器和/或发射器制造和密封步骤。如图16所示，至少反射器/吸气器组件22的布置在锚定区域33之间的部分被 剥离(lifted-off)并通过高温热处理而局部提升。吸气器20的活性表面24在密封之前被 释放以在整个制造方法中保护吸气器。该热处理有利地通过高温下的短时间退火来执行，优选地在超过300°C的温度进 行包括在1至100秒之间的时间t。该热处理产生热应力，该热应力引起反射器/吸气器 组件22的剥离。反射器/吸气器组件22的组分(主要由金属制成)与基板3的前表面 的组分之间的膨胀系数差异引起造成剥离和提升的机械应力。该热处理不能被延长以防 止对用于检测和/或发射电磁辐射的器件的组件的损伤，这些组件对高温是敏感的。剥离形成释放吸气器20的可到达表面24的自由空间23。如图17所示，剥离还形成至少一个横向通道。自由空间23于是经由至少一个 横向通道与腔室10连通(图17中的虚箭头)。根据图18中示出的第三实施例，反射器/吸气器组件22由两个第一吸气器20 和29以及反射器17而形成。吸气器20和29布置为使得其每个具有被自由空间23释放 的可到达表面24。该实施例通过组合不同吸气材料的特性而使得抽取效率被优化。吸气 器20能够例如由选择性吸收氢的材料制成，吸气器29由选择性吸收氧的材料制成。制造该器件的方法包括根据以下描述的连续步骤的反射器/吸气器组件22的沉 积步骤。如图19所示，吸气器20沉积在基板3的前表面12上，并且被蚀刻(如果需 要)，吸气器20在锚定区域33之间且与这些锚定区域33隔开一定距离。第一阻挡层26和第二阻挡层27有利地被沉积并被蚀刻(如果需要)以分别位于 吸气器20之上和之下。如图20所示，然后，吸气器29被沉积以覆盖吸气器20、每个锚定区域33的至 少一部分以及基板3的位于吸气器20与锚定区域33之间的前表面12。吸气器20的底表 面和吸气器29的部分底表面在彼此的延长线上且与基板3的前表面12接触。最后，反 射器17被沉积以至少覆盖吸气器29。根据未示出的备选实施例，反射器17不仅覆盖吸气器29还延伸到部分表面钝化 层14上。在每次沉积之后或者在形成反射器/吸气器组件22的全部薄层都已经被沉积之 后，构成反射器/吸气器组件22的每层的设计通过任何公知的方法由蚀刻来定义(如果
需要)。
该制造方法的随后的步骤与以上描述的第一制造方式的步骤相同。在反射器/吸气器组件22已经被剥离之后(图18)，吸气器20和29的可到达表 面被释放。如图18所示，吸气器20实际上插入吸气器29中。
本发明不限于上述仅为非限制性示例目的给出的实施例。例如，基板可以没有 表面钝化层14。自由空间23然后通过与之前描述的那些相同的制造方法而实现，直接在 包括读电路和/或激励装置的硅晶片中或之上。根据第二和第三实施例的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的制造方法有利 地使吸气器20、21或29在整个制造方法期间被保护，从而减少吸气器20、21或29被污 染的风险。实际上，释放吸气器的可到达表面24优选地最后进行，仅在用于检测和/或 发射电磁辐射的器件在真空或降低的压力下密封之前。因此，吸气器20、21或29在器 件的整个制造方法中被保护而不受任何污染。有利地，在密封之前对吸气器20、21或29 的激活不再不可缺少。根据本发明的用于检测和/或发射电磁辐射的器件能够留出用于吸气器20、21 和29的位置，而不降低热检测器和/或发射器1的光学填充因子(optic filling factor)并同 时保持器件的优化性能。具体地，热检测器和/或发射器1的结构能够使反射器和吸气 器集成并防止反射器17的反射系数随时间的任何明显减小。
权利要求
1.一种用于检测和/或发射电磁辐射的器件，该器件具有在真空或降低的压力下的密 封微封装(7)，该密封微封装(7)包括盖(9)和基板(3)，该盖(9)和该基板(3)定义紧 密密封的腔室(10)，所述腔室(10)密封至少一个非冷却的热检测器和/或发射器(1)，具有对电磁辐射敏感且悬挂于基板 (3)之上的膜(2)，反射器(17)，用于将所述电磁辐射朝向所述膜(2)反射，以薄层的形式布置在所述 基板(3)的前表面(12)与所述膜(2)之间，所述反射器(17)具有面对所述膜(2)的第一 主表面(18)和面对所述基板(3)的前表面(12)的第二主表面(19)，以及至少一个吸气器(20)，该器件的特征在于，所述吸气器(20)布置在所述反射器(17)的所述第二主表面(19) 的至少一部分上以形成反射器/吸气器组件(22)，自由空间(23)形成在所述反射器/吸 气器组件(22)与所述基板(3)的所述前表面(12)之间，该自由空间(23)释放所述吸气 器的可到达表面(24)并与所述腔室(10)连通。
2.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)经由至 少一个支撑点(25)支撑在所述基板(3)的所述前表面(12)上。
3.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)形成所 述基板(3)上方的悬挂结构。
4.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述基板(3)的所述前表面(12)通过 制作有所述自由空间的表面钝化层(14)形成。
5.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述器件包括穿过所述反射器/吸气器 组件(22)的至少一个孔(28)。
6.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)包括在 所述反射器(17)与所述吸气器(20)之间的第一阻挡层(26)。
7.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述吸气器(20)由从钛、钼、钡、 钽、锆、铁和钒选出的一种金属或基于这些金属的合金制成。
8.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器(17)是金属性的，且由从 铝、金和铜选出的一种金属或基于这些金属的合金制成。
9.一种制造根据权利要求1至8中任一项所述的用于检测和/或发射电磁辐射的器件 的方法，其特征在于该方法包括在所述反射器/吸气器组件(22)与所述基板(3)的所述 前表面(12)之间形成所述自由空间(23)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于该方法包括以下连续的步骤蚀刻构成所述基板(3)的所述前表面(12)的表面钝化层(14)，以在所述表面钝化层 (14)中形成空腔(23)，用牺牲材料填充所述空腔(23)，接着关于所述表面钝化层(14)的表面进行平坦化，以薄层的形式沉积所述反射器/吸气器组件(22)，并覆盖所述空腔(23)和部分所述 表面钝化层(14)以构成支撑点(25)，去除所述牺牲材料。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于该方法包括以下连续的步骤在所述基板(3)的所述前表面(12)上形成所述反射器/吸气器组件(22)的至少两个 2锚定区域(33)，以薄层的形式将所述反射器/吸气器组件(22)沉积在所述基板(3)的所述前表面 (12)上，并覆盖每个锚定区域(33)的至少一部分，在高温下进行热处理以局部剥离和提升所述反射器/吸气器组件(22)的位于所述锚 定区域(33)之间的至少一部分，所述热处理在超过300°C的温度进行包括在1至100秒之 间的时间t，所述剥离形成所述自由空间(23)，所述自由空间(23)释放所述吸气器的可 到达表面(24)，并且所述自由空间(23)经由至少一个横向通道与所述腔室(10)连通。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)至少由 第一吸气器(20)、第二吸气器(29)和所述反射器(17)形成，沉积所述组件(22)包括以 下连续的步骤将所述第一吸气器(20)沉积在所述基板(3)的所述前表面(12)上，且在所述锚定区 域(33)之间并与所述锚定区域(33)隔开一定距离，沉积所述第二吸气器(29)，该第二吸气器(29)覆盖所述第一吸气器(20)、每个锚 定区域(33)的至少一部分以及所述基板(3)的位于所述第一吸气器(20)与所述锚定区域 (33)之间的所述前表面(12)，以及沉积至少覆盖所述第二吸气器(29)的所述反射器(17)。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)包括第二 阻挡层(27)，该第二阻挡层(27)覆盖所述吸气器的被所述自由空间(23)释放的可到达表 面(24)，通过在超过150°C的温度下的热处理步骤使所述第二阻挡层(27)对于要被吸收 的残余气体是可透过的。
全文摘要
用于检测和/或发射电磁辐射的器件及其制造方法。该器件具有在真空或降低的压力下的密封微封装，该微封装具有定义密封腔室的盖和基板。腔室密封至少一个非冷却的热检测器和/或发射器，该热检测器和/或发射器具有对电磁辐射敏感且悬挂于所述基板上方的膜；反射器，用于将电磁辐射朝向膜反射；以及至少一个吸气器。吸气器布置在反射器的第二主表面的至少一部分上以形成反射器/吸气器组件。自由空间还形成在反射器/吸气器组件与基板的前表面之间，自由空间释放吸气器的可到达表面并与腔室连通。
文档编号G01J5/10GK102012269SQ20101021285
公开日2011年4月13日 申请日期2010年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者让-鲁伊斯·乌弗里尔-巴菲特 申请人:原子能和代替能源委员会