[發明專利]一種MEMS紅外光源及其制作方法

有效

• 申請號: 201611265720.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106629574B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 明安杰;劉衛兵;孫西龍;王瑋冰;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明公開一種MEMS紅外光源及其制作方法，MEMS紅外光源包括襯底、支撐層、第一熱敏電阻層、介質層、第二熱敏電阻層、隔離保護層、加熱電阻層和輻射層，本發明中利用第一熱敏電阻層和第二熱敏電阻層中的一層熱敏電阻層作為溫度傳感器，直接在外界通過熱敏電阻層的阻值變化測量MEMS紅外光源的輻射區溫度變化；利用另一層作為溫度補償性能，在一定溫度范圍內于外圍的補償回路中抵消溫漂產生的誤差，即本發明提供的MEMS紅外光源能夠在實時監測溫度漂移的同時進行實時溫度補償，從而提高MEMS紅外光源的測量線性度，避免器受外界環境影響。所述制作方法，便于與紅外光源內部芯片工藝兼容，減小了工藝難度。

技術領域

本發明涉及紅外光源技術領域，尤其涉及一種MEMS(Micro Electro MechanicalSystems，微機電系統)紅外光源及其制作方法。

背景技術

紅外技術在國防、信息技術與通訊、污染監測、溫度調控、醫學等領域得到廣泛應用。作為紅外技術應用的重要部件，紅外光源的研究得到越來越多的關注。紅外光源的一個重要應用是紅外氣體傳感器。

目前，MEMS紅外光源廣泛應用于NDIR(non-dispersive infra-red，非色散紅外)系統中，通過加熱電阻產生焦耳熱對黑體輻射層進行加熱，使黑體輻射層發射出熱輻射紅外光，紅外光經過待測氣體時被吸收發生衰減，通過對比衰減前后的光強計算出待測氣體的濃度。

由于黑體輻射產生的紅外光譜取決于輻射溫度，因此紅外光源的溫度變化對NDIR系統中傳感器的測量結果有顯著影響。目前NDIR系統普遍在遠離光源的探測器端放置溫度傳感器，當光源溫度發生變化時，探測器端的溫度傳感器將始終存在一個滯后效應，導致溫度傳感器測量結果的基線發生漂移，影響測量的穩定性和精度。

目前的紅外光源器件往往僅有加熱發光功能，如果溫度傳感器僅是安裝在紅外光源器件的附近，所測量的溫度變化會存在反應滯后、非線性等問題，因此，要實現對紅外光源發光狀態的實時監控，需要在紅外光源最核心的芯片上集成溫度傳感器。

但現有技術中的紅外光源將溫度傳感器集成在紅外光源的芯片上時，存在線性度較差，并且受外界環境影響較大的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種MEMS紅外光源及其制作方法，以解決現有技術中紅外光源將溫度傳感器集成在紅外光源的芯片上時，存在線性度較差，并且受外界環境影響較大的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種MEMS紅外光源，包括：

襯底；

位于所述襯底表面的支撐層；

位于所述支撐層背離所述襯底表面的中心區域，沿背離所述襯底的方向依次層疊設置的第一熱敏電阻層、介質層和第二熱敏電阻層，所述介質層用于電隔離所述第一熱敏電阻層和第二熱敏電阻層；

位于所述第二熱敏電阻層背離所述支撐層表面的隔離保護層；

位于所述隔離保護層背離所述第二熱敏電阻層表面的加熱電阻層；

位于所述加熱電阻層背離所述隔離保護層表面的輻射層；

其中，所述第一熱敏電阻層和所述第二熱敏電阻層中的其中一層為溫度傳感器，另一層為溫度補償傳感器。

一種MEMS紅外光源制作方法，用于制作上面所述的MEMS紅外光源，所述MEMS紅外光源制作方法包括：

提供襯底；

在所述襯底的一個表面上形成支撐層；

在所述支撐層背離所述襯底的表面依次形成第一熱敏電阻層、介質層、第二熱敏電阻層、隔離保護層和加熱電阻層；