[發(fā)明專利]一種薄膜式熱釋電紅外傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010505981.7
• 申請(qǐng)日: 2010-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102023058A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏臣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煙臺(tái)睿創(chuàng)微納技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01J5/10
• 分類號(hào): G01J5/10
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅外傳感器，尤其涉及一種薄膜式紅外傳感器，屬于傳感器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱釋電紅外傳感器是一種常用的紅外探測(cè)器件，廣泛應(yīng)用于非接觸開(kāi)關(guān)及防盜報(bào)警等控制裝置中，在自動(dòng)控制，電器節(jié)能，安防等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在安防領(lǐng)域，為抑制冷熱氣流或者環(huán)境溫度對(duì)傳感器的干擾，提高傳感器的環(huán)境適應(yīng)性，減少誤報(bào)，通常采用雙靈敏元乃至四靈敏元設(shè)計(jì)。所謂雙靈敏元設(shè)計(jì)，是指這種傳感器包含兩個(gè)對(duì)偶的單元紅外探測(cè)器，分別具有正負(fù)敏感度。當(dāng)冷熱氣流干擾或者環(huán)境溫度變化時(shí)，這兩個(gè)對(duì)偶單元傳感器溫度一同變化，輸出信號(hào)正負(fù)抵消，無(wú)報(bào)警脈沖信號(hào)輸出。而當(dāng)目標(biāo)物體如人體移動(dòng)時(shí)，正負(fù)信號(hào)有一定時(shí)差因此無(wú)法抵消，報(bào)警脈沖信號(hào)輸出。所謂四元紅外探測(cè)器，是指內(nèi)裝有四個(gè)對(duì)偶的紅外傳感器，傳感器被設(shè)計(jì)成僅當(dāng)每個(gè)單元探測(cè)器探測(cè)到信號(hào)時(shí)才觸發(fā)報(bào)警，可靠性更高。目前，市場(chǎng)上雙元或者四元熱釋電紅外傳感器多采用陶瓷體材料制作，陶瓷體材料通常需要經(jīng)過(guò)機(jī)械切割，研磨減薄至幾十微米厚再在上下表面制作金屬電極，工序繁瑣且成本較高。此外，陶瓷體材料厚達(dá)幾十微米，器件熱容較大，響應(yīng)速率提高受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱導(dǎo)較低，可靠性高，響應(yīng)速度快的薄膜式熱釋電紅外傳感器。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種薄膜式熱釋電紅外傳感器，包括依次設(shè)置的襯底、支撐層、絕熱層、薄膜層和光敏傳感層，所述薄膜層為2n元結(jié)構(gòu)，所述光敏傳感層包括依次鋪設(shè)的鈍化層和紅外吸收層。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述的傳感器，采用襯底、支撐層、絕熱層、薄膜層和光敏傳感層的結(jié)構(gòu)，使傳感器敏感區(qū)下部就不與襯底直接接觸，有效降低傳感器與襯底間的熱導(dǎo)，光敏傳感層的結(jié)構(gòu)，提高了傳感器的可靠性和響應(yīng)速度。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述n為自然數(shù)，并且n大于或等于2。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，結(jié)構(gòu)采用薄膜式多元結(jié)構(gòu)，相對(duì)于單元熱釋電紅外傳感器，可以提高器件對(duì)冷熱氣流和溫度變化等環(huán)境干擾的適應(yīng)性，并且誤探測(cè)率更低，可以應(yīng)用于低誤報(bào)警，在電路設(shè)計(jì)中，只有這兩個(gè)傳感器都有信號(hào)輸出時(shí)，電路才輸出報(bào)警信號(hào)，進(jìn)一步減小了系統(tǒng)誤報(bào)。

進(jìn)一步，所述薄膜層包括依次鋪設(shè)的熱釋電薄膜層和分別設(shè)在熱釋電薄膜層上下的上電極薄膜層、下電極薄膜層。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，熱釋電薄膜層感受到傳感器溫度變化時(shí)，釋放出電信號(hào)，熱釋電薄膜層上下分別設(shè)有上下電極薄膜層可有效將電信號(hào)引出。

進(jìn)一步，所述絕熱層為多孔結(jié)構(gòu)。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，采用多孔結(jié)構(gòu)，傳感器敏感區(qū)下部不與襯底直接接觸，有效降低傳感器與襯底間的熱導(dǎo)。

進(jìn)一步，所述的紅外吸收層采用黑金薄膜制成。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述的傳感器的剖面示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一所述的2元傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二所述的4元傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，其是本發(fā)明實(shí)施例一所示的雙元結(jié)構(gòu)熱釋電紅外傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例提供一種薄膜式熱釋電紅外傳感器，該傳感器包括相互疊置在一起的上電極薄膜6、下電極薄膜4及熱釋電薄膜5，所述的傳感器為2n元結(jié)構(gòu)，n為自然數(shù)，優(yōu)選n為1、2或3，即傳感器為二元結(jié)構(gòu)、四元結(jié)構(gòu)或八元結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中，n＝1，即二元結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該傳感器包括沉沒(méi)器11和探測(cè)器12，該探測(cè)器11和探測(cè)器12組成雙元結(jié)構(gòu)；該二元結(jié)構(gòu)包括在所述的下電極薄膜4的底部設(shè)置硅襯底1，所述的上電極薄膜6上表面設(shè)置鈍化層7和紅外吸收層8，所述的下電極薄膜4與硅襯底1之間設(shè)置有絕熱層2，該絕熱層2選用多孔絕熱層，該多孔絕熱層2上設(shè)置有支撐層3。本發(fā)明實(shí)施例所述的熱釋電薄膜是鐵氧體薄膜材料，包括鈦酸鋯鉛、鈦酸鈣鉛、鈦酸鍶鋇或鈦酸鍶鉛。