[發明專利]紅外光源修飾層的制備方法

在審

• 申請號: 201410785074.0
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104528630A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 紀新明
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

技術領域

本發明涉及紅外技術領域，特別涉及一種紅外光源修飾層的制備方法。

背景技術

紅外傳感技術為二十一世紀技術研究的一個重要領域，目前，紅外傳感技術已在污染監測檢測、溫度監控、空間監視、高分辨率成像、醫學等領域得到廣泛應用。而且，由于紅外氣體傳感技術良好的選擇性和極低的誤報警，使得紅外傳感方法在氣體分析中得到了廣泛應用。此外，由于一些新技術和新材料的引入，紅外傳感儀器的小型化乃至微電子機械系統(Micro-Electro-Mechanical?Systems，簡稱“MEMS”)化已經成為一種發展的趨勢。

在紅外傳感技術中，紅外光源的性能很大程度上決定了紅外傳感器的質量。目前，國內外對紅外氣體傳感器的研究非常活躍，多是結合MEMS工藝技術，研制體積更小，并能與IC工藝兼容，實現大批量廉價生產的紅外微型光源。但是，隨著體積的減小，紅外光源產生的熱量無法在短時間內散去，這對紅外光源的性能產生了十分不利的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紅外光源修飾層的制備方法，可以增加紅外光源的發光效率，提高紅外光源的性能。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種紅外光源修飾層的制備方法，包含步驟：

提供紅外光源，所述紅外光源表面設有發熱電極；

在所述發熱電極的表面通過化學反應形成表面粗糙的修飾層。

本發明實施方式相對于現有技術而言，在紅外光源表面的發熱結構上進行微納米結構修飾，以此提高光源的表面發射率，從而能夠提高紅外光源的輻射性能。

另外，所述修飾層的材質為氧化鋁Al₂O₃。

所述修飾層形成步驟包括：

在所述發熱電極表面形成鋁；

采用金屬氧化物通過置換反應生成氧化鋁。

在發熱電極的表面形成鋁，再采用金屬氧化物通過置換反應生成氧化鋁能夠僅在發熱電極的表面形成材質為氧化鋁的修飾層，不會在除發熱電極以外的區域形成修飾層，降低了成本，且便于實現。

另外，所述金屬氧化物為氧化鐵。

另外，所述紅外光源為支撐式紅外光源，所述支撐式紅外光源包括：

襯底、反射層、支撐體與發熱電極；

所述反射層覆蓋在所述襯底之上；所述支撐體形成在所述反射層上；所述發熱電極固定在所述支撐體上，

其中，所述支撐體的橫截面的圖形與所述發熱電極的圖形相同且重合。

支撐式紅外光源是將發熱電極固定在支撐體上，由于發熱電極是具有圖形結構的電阻絲，電阻絲之間留有空隙，所以，發熱電極下的支撐體具有同樣圖形結構，而支撐體中不支撐發熱電極的部分為空隙，由于空氣具有良好的隔熱效果，這樣，可以減少熱傳導通路，降低熱損耗，增加發光強度，提高紅外光源的性能。

另外，所述支撐體的材質為二氧化硅SiO₂，所述反射層采用鋁Al、金Au或者銀Ag，所述發熱電極采用氮化鈦TiN。

所述支撐式紅外光源還包含隔離熱絕緣層；

所述隔離熱絕緣層在所述襯底與所述反射層之間，所述隔離熱絕緣層的材質為二氧化硅。

另外，所述紅外光源為架空式紅外光源，所述架空式紅外光源包括：

襯底、反射層、支撐結構與發熱電極；

所述反射層覆蓋在所述襯底之上；所述支撐結構形成在所述反射層上；

其中，所述支撐結構與所述反射層之間形成有一空腔，所述發熱電極固定在所述空腔上方的支撐結構表面。

所述架空式紅外光源是將發熱電極固定在支撐結構上，其中，支撐結構和反射層之間形成有空腔，發熱電極位于空腔的正上方，由于空腔內的空氣或者真空的隔熱效果較佳，從而能夠降低發熱電極的熱傳導通路，減少熱損耗，此外，位于空腔處的反射層能夠更好的將熱量反射出，進一步的提高發熱電極的發光強度及發熱性能。

另外，所述支撐結構包括多個支撐柱，所述支撐柱位于所述發熱電極的正下方。

另外，所述架空式紅外光源還包含隔離熱絕緣層；

所述隔離熱絕緣層形成在所述襯底與所述反射層之間，所述隔離熱絕緣層的材質為二氧化硅。

另外，所述支撐結構材質為氮化硅，所述反射層采用鋁Al、金Au或者銀Ag，所述發熱電極采用氮化鈦TiN。

附圖說明

圖1是根據本發明第一實施方式的紅外光源修飾層制備方法的流程圖；

圖2是根據本發明第二實施方式中在支撐式紅外光源上形成修飾層的結構示意圖；