一种红外光源及其制备方法
专利汇可以提供一种红外光源及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种红外 光源 及其制备方法，涉及一种红外光源。提供一种基于绝缘体上的 硅 晶片，具有体积小、能耗低、发射强度高、调制 频率 高、电-光 能量 转换效率高等特点的红外光源及其制备方法。设有 支撑 框架 、发光 薄膜 结构和 电极 ，发光薄膜结构支撑于支撑框架上方，电极位于支撑框架上方，电极通过在 氧 化硅保护层开设电极孔与 多晶硅 发光层 接触 ，电极通过压焊金属丝与管壳管脚相连。将晶片氧化，在 氢氟酸 中 腐蚀 掉晶片器件层上的氧化硅层；器件层浓 硼 扩散形成红外吸收层；在红外吸收层表面热氧化氧化硅层；沉积多晶硅；5次 光刻 后，使用深反应等离子 刻蚀 工艺从背面刻蚀出发光薄膜结构；晶片 合金 化 退火 ，沿划片槽裂片，封装。，下面是一种红外光源及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种红外光源，其特征在于设有支撑框架、发光薄膜结构和电极，发光薄膜结构由上至下依次为氧化硅保护层、多晶硅发光层、电隔离氧化硅层、红外吸收层和掩埋氧化硅层，发光薄膜结构支撑于支撑框架上方，电极位于支撑框架上方，电极通过在氧化硅保护层开设电极孔与多晶硅发光层接触，电极通过压焊金属丝与管壳管脚相连。
2.如权利要求1所述的一种红外光源，其特征在于支撑框架为矩形框架，支撑框架的高度为300～500μm。
3.如权利要求1所述的一种红外光源，其特征在于多晶硅发光层的厚度为400～1000nm；氧化硅保护层和电隔离氧化硅层的厚度分别为200～500nm；红外吸收层的厚度为3～4μm；掩埋氧化硅层的厚度为1～2μm。
4.如权利要求1所述的一种红外光源，其特征在于所述红外光源采用绝缘体上的硅晶片或普通单晶硅晶片，光源的整体尺寸面积为(1～5)mm×(1～5)mm，发光薄膜结构的面积为(0.5～3)mm×(0.7～4)mm。
5.制造如权利要求1所述的一种红外光源的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将SOI晶片清洗；
2)晶片预先氧化，在900～1200℃下湿氧至少4h，用胶保护晶片背面，然后在氢氟酸中腐蚀掉SOI晶片器件层上的氧化硅层；
3)SOI晶片器件层浓硼扩散形成红外吸收层；
4)去除浓硼扩散后表面的硼玻璃层和硼-硅层，硼玻璃层用氢氟酸腐蚀，硼-硅层采用低温氧化工艺氧化，并用氢氟酸腐蚀；
5)在红外吸收层表面热氧化形成氧化硅层；
6)使用低压化学气相沉积技术在步骤5)中形成的氧化硅层表面沉积400～1000nm厚的多晶硅；炉内温度为600～900℃，SiH4流量为200～350sccm，压力200～300mTorr，沉积时间为50～120min之间；
7)第一次光刻：多晶硅层图形刻蚀，在多晶硅表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺刻蚀出多晶硅发光层图形；
8)在多晶硅层表面热氧化形成氧化硅保护层；
9)利用溅射工艺在氧化硅保护层上沉积铝层作为离子注入掩模层；
10)第二次光刻；铝掩膜图形的制备，在铝层表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜，使用铝腐蚀液在铝层上打开离子注入窗口；
11)硼离子注入多晶硅层，注入能量150～200KeV，注入剂量为5×1014cm-2～5×1015cm-2；
12)离子注入后的退火工艺，腐蚀掉铝层，随后在氮气氛下退火，进行离子注入后的退火工艺；
13)第三次光刻：制备电极孔，在表面氧化硅层旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜在氧化硅腐蚀液中腐蚀出电极孔；
14)利用溅射工艺在SOI晶片器件层表面沉积金属层；
15)第四次光刻：金属电极制备，在金属层表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜腐蚀出金属电极结构；
16)在SOI晶片背面溅射沉积铝层；
17)第五次光刻：晶片背部铝掩膜层的制备，在铝层表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜腐蚀铝层为下一步骤打开用于制备框架结构和悬浮发光薄膜层结构的刻蚀窗口；
18)框架结构和发光薄膜层结构的制备，使用深反应等离子刻蚀工艺从从步骤17)打开的刻蚀窗口刻蚀形成发光薄膜层结构；
19)晶片合金化退火；
20)沿划片槽裂片；
21)封装，红外光源用高温胶贴片于金属同轴封装用管壳的管座中，压焊铝丝，用无窗或带红外窗口的管帽封装。
6.如权利要求5所述的制造如权利要求1所述的一种红外光源的方法，其特征在于在步骤1)中，晶片厚度为500μm；在步骤2)中，要求晶片表面氧化层厚度为1.5μm±0.5μm；在步骤3)中，扩散的结深为3.5μm±0.5μm，硼的掺杂浓度不低于1020cm-3；固态硼源扩散，炉内温度至少1200℃，扩散时间8～12h；在步骤4)中，用氢氟酸腐蚀去掉硼玻璃层，测电阻率应达到10-4～10-5Ω·cm；在步骤5)中，氧化硅层的厚度为200～500nm。
7.如权利要求5所述的制造如权利要求1所述的一种红外光源的方法，其特征在于在步骤7)中，在多晶硅表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度为1500～2500r/min，烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为8～15min；紫外曝光的时间为5.0～7.0s，显影的时间为1min，坚膜的温度为120～150℃，坚膜的时间为10～15min；在步骤10)中，在铝层表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度为1500～2500r/min，烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为8～15min；紫外曝光的时间为5.0～7.0s，显影的时间为1min，坚膜的温度为120～150℃，坚膜的时间为10～15min；在步骤13)中，在表面氧化硅层旋涂正性光刻胶的甩胶速度为1500～2500r/min，烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为8～15min；紫外曝光的时间为5.0～7.0s，显影的时间为1min，坚膜的温度为120～150℃，坚膜的时间为10～15min；在步骤15)中，在金属层表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度为1500～2500r/min，烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为8～15min；紫外曝光的时间为5.0～7.0s，显影的时间为1min，坚膜的温度为120～150℃，坚膜的时间为10～15min；在步骤17)中，在Al层表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度为1500～2500r/min，烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为8～15min；紫外曝光的时间为5.0～7.0s，显影的时间为1min，坚膜的温度为120～150℃，坚膜的时间为10～15min。
8.如权利要求5所述的制造如权利要求1所述的一种红外光源的方法，其特征在于在步骤8)中，氧化硅保护层的厚度为200～500nm；在步骤9)中，铝层的厚度为1.0～1.5μm；在步骤16)中，铝层的厚度为1.0～1.5μm。
9.如权利要求5所述的制造如权利要求1所述的一种红外光源的方法，其特征在于在步骤12)中，退火的温度为1000℃，退火的时间为15min。
10.如权利要求5所述的制造如权利要求1所述的一种红外光源的方法，其特征在于在步骤14)中，金属层的厚度为1.0～1.5μm；在步骤19)中，退火在氮气气氛下，退火温度为450℃，退火时间为20min。
技术领域
本发明涉及一种红外光源，尤其是涉及一种利用微电子机械(MEMS)加工技术在SOI(Silicon on Insulator：绝缘体上的硅)晶片上制造的MEMS红外辐射光源。
背景技术
目前，红外光产生的传统方法主要有三种：红外激光器、红外发光二极管(LEDs)和碳硅体的热辐射。每一种方法在性能和制造方面都有不同程度的优缺点。红外激光器(如铅盐或量子级联激光器)能发射线宽很窄的红外波长激光，且易于调制到很高的频率；然而红外激光激射的波长具有选择性，这种激光器制造成本相对较高，由于需要低温制冷，因而限制了实际的使用。红外LED可以得到波长小于5μm的宽谱红外光，其在红外波段的出光功率只有几个微瓦，因此它的使用受到了限制。碳硅体的热辐射发光源发射的是一种近黑体宽谱红外光，体状辐射源无法进行调制，使用螺旋状钨丝或镍铬丝的红外光源有功耗大和寿命低的缺点。使用MEMS技术研制体积小、能耗低、可调制的热辐射红外光源是红外传感和红外显示及标识应用领域的主流技术。目前，基于体硅晶片制造的MEMS红外光源在结构设计上种类繁多(1、Thomas George et al.，“Micromachined tuned-band hot bolometer emitter”，US Patent6756594，June 29，2004；2、Edward A Johnson，“Infrared radiation filament and method ofmanufacture”，US Patent 6249005，June 19，2001；3、W.Konz，J.Hildenbrand，M.Bauersfeld，S.Hartwig，V.Lehmann，J.Wllenstein，“Micromachined IR-source with excellent blackbody likebehaviour”，Proceedings of the SPIE，Vol.5836，pp.540-548，Orlando，Florida，USA，2005.)，然而在制备和使用中都存在诸多缺点，例如能量损耗大、能量转换效率低、工艺复杂和成本高等缺点。
发明内容
本发明的另一目的是提供一种基于微电子机械(MEMS)加工技术，使用SOI晶片，采用红外吸收自加热技术和密封封装形式，制备工艺简化，生产成本较低，适于大批量生产的红外光源的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于SOI晶片构造的微电子机械红外光源，其设计结构为在现有的SOI晶片材料上制备的多层发光薄膜结构。SOI晶片材料的组成从上到下依次为单晶硅器件层-掩埋氧化硅层-单晶硅基底。SOI晶片的单晶硅基底被制备成光源的支撑框架结构，其上的掩埋氧化硅层被用来做为刻蚀停止层。SOI晶片上的单晶硅器件层通过浓硼扩散成为红外吸收层。通过热氧化工艺在红外吸收层上制备电隔离氧化硅层，在电隔离氧化硅层上生长多晶硅发光层，并通过热氧化技术在多晶硅发光层上方形成氧化硅保护层。最后在氧化硅保护层腐蚀出电极孔，通过溅射形成与多晶硅发光层接触的金属电极。
本发明所述的红外光源设有支撑框架、发光薄膜结构和电极，发光薄膜结构由上至下依次为氧化硅保护层、多晶硅发光层、电隔离氧化硅层、红外吸收层和掩埋氧化硅层，发光薄膜结构支撑于支撑框架上方，电极位于支撑框架上方，便于电极部分的热量向硅框架传导，电极通过在氧化硅保护层开设电极孔与多晶硅发光层接触，电极通过压焊金属丝与管壳管脚相连。
支撑框架可设为矩形框架，支撑框架的高度为300～500μm。多晶硅发光层通过硼掺杂实现电阻加热的目的，其厚度为400～1000nm，多晶硅发光层表面的氧化硅保护层被用来提高红外光的发射效率和光源寿命，多晶硅发光层和红外吸收层之间的电隔离通过其间的电隔离氧化硅层实现，氧化硅保护层和电隔离氧化硅层的厚度为200～500nm。红外吸收层主要吸收背向红外辐射，并起到储存热量和加热发光层的目的，其厚度为3～4μm。掩埋氧化硅层可以在制备时起到刻蚀停止层的作用，其厚度为1～2μm。
红外光源采用SOI晶片或普通单晶硅晶片制造，光源的整体尺寸面积为(1～5)mm×(1～5)mm，光源的整体尺寸面积最好为3mm×3mm，发光薄膜结构的面积为(0.5～3)mm×(0.7～4)mm。
红外光源可以采用深反应等离子刻蚀或湿法刻蚀从SOI晶片背面刻蚀出支撑框架结构和发光薄膜结构，SOI晶片中的掩埋氧化层做为刻蚀停止层。
当红外光源采用深反应等离子刻蚀制备支撑框架结构和发光薄膜结构时，与采用传统的湿法刻蚀工艺相比较，由于各向异性腐蚀带来的54.7度斜锥状剖面被垂直剖面所代替，因此在发光薄膜面积不变的情况下，芯片表面尺寸可以减少20％左右，晶片上芯片的设计数量因此可以提高。
红外光源若采用普通单晶硅晶片代替SOI晶片，只能用湿法刻蚀形成支撑框架结构和发光薄膜结构，浓硼扩散层做为刻蚀停止层。
为了降低红外光源的能量消耗，SOI晶片器件层被设计为浓硼掺杂的红外吸收层，硼的掺杂浓度不低于1020cm-3。红外吸收层吸收背向红外辐射，达到储存热量和自加热发光层的目的。
支撑框架可采用单晶硅材料，电隔离氧化硅层可采用氧化硅材料，多晶硅发光层材料可以是单晶硅、多晶硅、碳化硅或金属氧化物材料，多晶硅发光层表面的氧化硅保护层可以是氧化硅、氮化硅或氮氧硅材料。
多晶硅发光层材料通过硼或磷掺杂设计达到电阻加热目的。掺杂后的电阻率为1×10-2～1×10-3Ω·cm。
红外光源的两个电极之间的接触电阻是由多晶硅材料掺杂电阻率和和三维尺寸决定的，电极之间的接触电阻被控制在50～500Ω。电极材料为金属，为了降低金属电极的工作温度，设计电极位于支撑框架上方，便于电极部分的热量向硅框架传导。
红外光源采用密封封装结构，红外光源被密封在同轴管壳(TO8或TO5)中间，金属电极通过压焊金属丝与管壳管脚相连。红外辐射通过红外透明窗口(蓝宝石、CaF2或BaF2等)向外辐射。
红外光源与金属管座之间通过热隔离材料(如硅酸钙、云母、石棉或碳纤维等)连结，高温胶被用来实现粘接。该设计可以降低红外光源向金属管座的热传导损耗，因此降低了器件的能量消耗。
红外光源可以组成红外光源阵列，实现红外显示、红外标识、红外照明和红外增强发射的功能。红外光源可使用电池供电，直流电压在5～80V。通过晶体管逻辑电路可实现脉冲调制工作。
本发明所述的红外光源的制备方法包括以下步骤：
1)将SOI晶片清洗；
2)晶片预先氧化，在900～1200℃下湿氧至少4h，用胶保护晶片背面，然后在氢氟酸中腐蚀掉晶片器件层上的氧化硅层；
3)器件层浓硼扩散形成红外吸收层；
4)去除浓硼扩散后表面的硼玻璃层和硼-硅层，硼玻璃层用氢氟酸腐蚀，硼-硅层采用低温氧化工艺氧化，并用氢氟酸腐蚀；
5)在红外吸收层表面热氧化氧化硅层；
6)使用低压化学气相沉积技术在氧化硅层表面沉积400～1000nm厚的多晶硅；炉内温度为600～900℃，SiH4流量为200～350sccm，压力200～300mTorr，沉积时间为50～120min之间；
7)第一次光刻：多晶硅层图形刻蚀，在多晶硅表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺刻蚀出多晶硅发光层图形；
8)在多晶硅层表面热氧化氧化硅保护层。
9)利用溅射工艺沉积铝层作为离子注入掩模层；
10)第二次光刻；铝掩膜图形的制备，在铝层表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜，使用铝腐蚀液在铝层上打开离子注入窗口；
11)硼离子注入多晶硅层，注入能量150～200KeV，注入剂量为5×1014cm-2～5×1015cm-2；
12)离子注入后的退火工艺，腐蚀掉铝层，随后在氮气氛下退火，进行离子注入后的退火工艺；
13)第三次光刻：制备电极孔，在表面氧化硅层旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜在氧化硅腐蚀液中腐蚀出电极孔；
14)利用溅射工艺在氧化硅表面沉积金属层；
15)第四次光刻：金属电极制备，在金属层表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜腐蚀出金属电极结构；
16)在SOI晶片背面溅射沉积铝层；
17)第五次光刻：晶片背部铝掩膜层的制备，在铝层表面旋涂正性光刻胶，烘干后，利用掩模版紫外曝光，显影，坚膜，以光刻胶为掩膜腐蚀铝层打开制备框架结构和悬浮发光薄膜层结构的窗口；
18)框架结构和悬浮发光薄膜层结构的制备，使用深反应等离子刻蚀工艺从背面刻蚀出发光薄膜结构；
19)晶片合金化退火；
20)沿划片槽裂片；
21)封装，红外发光芯片用高温胶贴片于TO8管座中，压焊铝丝，用无窗或带红外窗口的管帽封装。
在步骤1)中，SOI晶片按照工业标准湿法清洗工艺严格执行清洗过程；晶片厚度可为500μm，掩埋氧化硅层厚度可为1.5μm，掩埋氧化硅层上方的单晶硅层厚度可为5μm，100晶向双面抛光片。
在步骤2)中，要求晶片表面氧化层厚度为1.5μm±0.5μm。
在步骤3)中，扩散的结深为3.5μm±0.5μm，硼的掺杂浓度不低于1020cm-3；固态硼源扩散，炉内温度至少1200℃，扩散时间8～12h。
在步骤4)中，用氢氟酸腐蚀后，测电阻率应达到10-4～10-5Ω·cm。
在步骤5)中，氧化硅层的厚度可为200～500nm。
在步骤7)中，在多晶硅表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度可为1500～2500r/min，烘干的温度可为80～100℃，烘干的时间可为8～15min；紫外曝光的时间可为5.0～7.0s，显影的时间可为1min，坚膜的温度可为120～150℃，坚膜的时间可为10～15min。
在步骤8)中，氧化硅保护层的厚度可为200～500nm。
在步骤9)中，铝层的厚度可为1.0～1.5μm。
在步骤10)中，在铝层表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度可为1500～2500r/min，烘干的温度可为80～100℃，烘干的时间可为8～15min；紫外曝光的时间可为5.0～7.0s，显影的时间可为1min，坚膜的温度可为120～150℃，坚膜的时间可为10～15min。
在步骤12)中，退火的温度最好为1000℃，退火的温度最好为15min。
在步骤13)中，在表面氧化硅层旋涂正性光刻胶的甩胶速度可为1500～2500r/min，烘干的温度可为80～100℃，烘干的时间可为8～15min；紫外曝光的时间可为5.0～7.0s，显影的时间可为1min，坚膜的温度可为120～150℃，坚膜的时间可为10～15min。
在步骤14)中，金属层的厚度可为1.0～1.5μm。
在步骤15)中，在金属层表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度可为1500～2500r/min，烘干的温度可为80～100℃，烘干的时间可为8～15min；紫外曝光的时间可为5.0～7.0s，显影的时间可为1min，坚膜的温度可为120～150℃，坚膜的时间可为10～15min。
在步骤16中，铝层的厚度可为1.0～1.5μm。
在步骤17)中，在Al层表面旋涂正性光刻胶的甩胶速度可为1500～2500r/min，烘干的温度可为80～100℃，烘干的时间可为8～15min；紫外曝光的时间可为5.0～7.0s，显影的时间可为1min，坚膜的温度可为120～150℃，坚膜的时间可为10～15min。
在步骤19)中，退火在氮气气氛下，退火温度可为450℃，退火时间可为20min。
在步骤21)中，窗口材料可采用氧化铝、氟化钙或氟化钡等。
本发明提供了一种基于SOI晶片制备的MEMS红外光源及其制备方法，本发明具有以下突出优点和积极效果：
1.光源具有体积小、能耗低、可调制和寿命长的特点。根据不同的使用目的和要求可封装成标准的单个或阵列器件，即插即用，方便可靠。
2.光源可在连续工作模式和脉冲模式下工作，高调制特性可实现编码调制的隐蔽工作方式，因此在军事目标敌我识别上有较大应用前景。
3.由于采用了红外吸收自热技术和密封封装结构，该光源具有高的辐射效率和能量转换效率。
4.由于使用了SOI晶片，MEMS红外光源的制造工艺被简化，在不影响性能的条件下，该芯片的面积较同类产品可以减少20％左右。因此可实现低成本大批量的制造。
5.光源使用的主要材料为硅，器件工艺与现有的COMS工艺相兼容，生产成本低，提高了产业化的可能。
6.光源为绿色、环保、无污染光源。
附图说明
图1是本发明实施例的基于SOI晶片制备的MEMS红外光源的俯视图。在图1中，1是支撑框架，4是氧化硅保护层，6是金属电极。A-A和B-B代表剖切方向。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的B-B剖面图。
在图2和3中，1是支撑框架，2是掩埋氧化硅层，3是电隔离氧化硅层，4是氧化硅保护层，5是多晶硅层，6是金属电极，7是红外吸收层。
图4是本发明的基于SOI晶片制备的MEMS红外光源的制备工艺流程示意图，在图4中，A-A和B-B代表图1所示的剖切方向，其中：
(a)为制备红外光源的SOI晶片；
(b)为SOI晶片器件层的浓硼扩散工艺；
(c)为器件层表面热氧化氧化硅工艺；
(d)为氧化硅表面沉积多晶硅工艺；
(e)为第一次光刻，刻蚀多晶硅发光层图形；
(f)为器件层表面Al层溅射工艺；
(g)为第二次光刻，腐蚀Al掩模图形；
(h)为硼离子注入多晶硅层工艺和注入后退火工艺；
(i)为第三次光刻，腐蚀电极孔工艺；
(j)为溅射金属层并第四次光刻，腐蚀金属电极图形；
(k)为晶片背部Al层溅射并第五次光刻，腐蚀Al掩模窗口图形；
(l)为晶片背部深反应等离子刻蚀工艺。
具体实施方式
图1给出本发明的基于SOI晶片制备的MEMS红外光源的俯视图。基底支撑框架1支撑着发光薄膜结构，Al电极6位于支撑框架1上方。芯片面积为(1～5)mm×(1～5)mm，典型值为3mm×3mm。发光薄膜面积为(0.5～3)mm×(0.7～4)mm，典型值为1.6mm×2.2mm。
图2和图3给出本发明的基于SOI晶片制备的MEMS红外光源的A-A方向和B-B方向的剖面图。发光薄膜结构由上至下依次由氧化硅保护层4、多晶硅发光层5、电隔离氧化硅层3、红外吸收层7和掩埋氧化硅层2组成。
图4给出本发明的工艺流程图，具体的实施步骤为：
1)准备SOI晶片并严格执行RCA清洗过程。要求晶片厚度500μm，器件层厚度5μm，掩埋氧化硅层厚度1.5μm，100晶向双面抛光片；
2)晶片预先氧化。在1100℃下湿氧4h。要求晶片表面氧化层厚度约为1.5μm±0.5μm。用胶保护晶片背面，然后在氢氟酸中腐蚀掉晶片器件层上的氧化硅层；
3)器件层浓硼扩散形成红外吸收层。扩散前严格执行RCA清洗过程。扩散的结深为3.5μm±0.5μm，固态硼源扩散，炉内温度1200℃，扩散时间12h。
4)去除浓硼扩散后表面的硼玻璃层和硼-硅层。硼玻璃层用氢氟酸腐蚀，硼-硅层采用低温氧化工艺氧化，并用氢氟酸腐蚀。
5)红外吸收层表面氧化层。氧化前严格执行RCA清洗过程，在红外吸收层表面热氧化400nm厚的氧化硅层；
6)多晶硅生长。多晶硅生长前严格执行RCA清洗过程，使用LPCVD技术在氧化硅层表面沉积500nm厚的低应力多晶硅；炉内温度为700℃，SiH4流量为250sccm，压力225mTorr，沉积时间为60min。
7)第一次光刻：多晶硅层图形刻蚀。在多晶硅表面旋涂正性光刻胶，甩胶速度2000r/min。甩胶速度2000r/min。在90℃烘箱中烘干10min以后，利用掩模版紫外曝光6.8s，显影1min，然后在135℃的烘箱中坚膜15min。以光刻胶为掩膜，使用反应离子刻蚀工艺刻蚀出多晶硅发光层图形。
8)多晶硅层表面热氧化。氧化前严格执行RCA清洗过程，在多晶硅层表面热氧化350nm厚的氧化硅保护层。
9)Al层沉积。Al层沉积前严格执行RCA清洗过程，利用溅射工艺沉积1.2μm厚的Al层作为离子注入掩模层。
10)第二次光刻；Al掩膜图形的制备。在Al层表面旋涂正性光刻胶，甩胶速度2000r/min。在90℃烘箱中烘干10min以后，利用掩模版紫外曝光6.8s，显影1min，然后在135℃的烘箱中坚膜15min。以光刻胶为掩膜，使用Al腐蚀液在Al层上打开离子注入窗口。
11)硼离子注入多晶硅层。注入能量190KeV，注入剂量约为8×1015cm-2。
12)离子注入后的退火工艺。腐蚀掉Al层。退火前严格执行RCA清洗过程。随后在1000℃，氮气氛下，退火15min。进行离子注入后的退火工艺；
13)第三次光刻：制备电极孔。在表面氧化硅层旋涂正性光刻胶，甩胶速度2000r/min。在90℃烘箱中烘干10min以后，利用掩模版紫外曝光6.8s，显影1min，然后在135℃的烘箱中坚膜15min。以光刻胶为掩膜在氧化硅腐蚀液中腐蚀出电极孔。
14)Al层沉积。Al层沉积前严格执行RCA清洗过程，利用溅射工艺在氧化硅表面沉积1.0μm厚Al层；
15)第四次光刻：Al电极制备。在Al层表面旋涂正性光刻胶，甩胶速度2000r/min。在90℃烘箱中烘干10min以后，利用掩模版紫外曝光6.8s，显影1min，然后在135℃的烘箱中坚膜15min。以光刻胶为掩膜腐蚀出Al电极结构。
16)晶片背面Al层沉积。在SOI晶片背面溅射沉积1.2μm厚的Al层。
17)第五次光刻：晶片背部Al掩膜层的制备。在Al层表面旋涂正性光刻胶，甩胶速度2000r/min。在90℃烘箱中烘干10min以后，利用掩模版紫外曝光6.8s，显影1min，然后在135℃的烘箱中坚膜15min。以光刻胶为掩膜腐蚀Al层打开制备框架结构和悬浮发光薄膜层结构的窗口。
18)框架结构和悬浮发光薄膜层结构的制备。使用深反应等离子刻蚀工艺从背面刻蚀出发光薄膜结构。
19)晶片合金化退火。在氮气中450℃温度下20min；
20)沿划片槽裂片。
21)封装。红外发光芯片用高温胶贴片于TO8管座中，压焊A1丝，用带红外窗口(蓝宝石、CaF2或BaF2等)的管帽封装。
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