[發明專利]基于黒硅的高性能MEMS熱電堆紅外探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201210303746.0
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102829880A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 毛海央;陳媛婧;歐文;明安杰
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: G01J5/12
• 分類號: G01J5/12;B81C1/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

1.一種基于黒硅的高性能MEMS熱電對紅外探測器，包括襯底（101）；其特征是：所述襯底（101）上設有釋放阻擋帶（2），所述釋放阻擋帶（2）內具有熱隔離腔體（1403），所述熱隔離腔體（1403）的正上方設有黒硅紅外吸收區（1），所述黒硅紅外吸收區（1）位于釋放阻擋帶（2）上；黒硅紅外吸收區（1）的外側設有若干熱電堆，黒硅紅外吸收區（1）外側的熱電堆相互串接后電連接成一體，相互串接的熱電堆上設有用于將探測電壓輸出的金屬電極（8）；所述熱電堆對應鄰近黒硅紅外吸收區（1）的一端形成探測熱端，熱電堆對應遠離黒硅紅外吸收區（1）的一端形成探測冷端；熱電堆的探測冷端通過第一熱導通電隔離結構（4）及所述第一熱導通電隔離結構（4）下方的熱傳導體（303）與襯底（101）相連，熱傳導體（303）位于熱隔離腔體（1403）的外側，并位于釋放阻擋帶（2）及襯底（101）之間，第一熱導通電隔離結構（4）嵌置于釋放阻擋帶（2）內；熱電堆的探測熱端通過第二熱導通電隔離結構（3）與黒硅紅外吸收區（1）相接觸，第二熱導通電隔離結構（3）支撐于釋放阻擋帶（2）上。

2.根據權利要求1所述的基于黒硅的高性能MEMS熱電對紅外探測器，其特征是：所述黒硅紅外吸收區（1）呈正方形，黒硅紅外吸收區（1）的外側設有四組均勻分布的熱電堆。

3.根據權利要求1所述的基于黒硅的高性能MEMS熱電對紅外探測器，其特征是：所述黒硅紅外吸收區（1）包括將黒硅材料體（909）利用反應離子刻蝕形成的黒硅結構（1509）及貫通所述黒硅紅外吸收區（1）的腐蝕釋放通道（9），所述腐蝕釋放通道（9）與熱隔離腔體（1403）相連通。

4.根據權利要求1所述的基于黒硅的高性能MEMS熱電對紅外探測器，其特征是：所述熱電堆包括P型熱偶條（5）及與所述P型熱偶條（5）對應配合的N型熱偶條（6）；所述P型熱偶條（5）與N型熱偶條（6）位于釋放阻擋帶（3）上；在熱電堆的探測冷端，P型熱偶條（5）及N型熱偶條（6）均與第一熱導通電隔離結構（4）相接觸，且P型熱偶條（5）通過第二連接線（1111）與鄰近熱電偶內的N型熱偶條（6）電連接；在熱電堆的探測熱端，所述P型熱偶條（5）與N型熱偶條（6）均與第二熱導通電隔離結構（3）相接觸，且通過第一連接線（1109）電連接。

5.根據權利要求3所述的基于黒硅的高性能MEMS熱電對紅外探測器，其特征是：所述黒硅材料體（909）通過LPCVD或PECVD淀積方法制備在釋放阻擋帶（2）上。

6.根據權利要求1所述的基于黒硅的高性能MEMS熱電對紅外探測器，其特征是：所述第一熱導通電隔離結構（4）及第二熱導通電隔離結構（3）的材料均包括Si₃N₄。