[發明專利]熱電堆傳感器及其制作方法、電子設備

有效

• 申請號: 202010622625.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN112038475B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 黃河
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路（寧波）有限公司上海分公司
• 主分類號: H10N10/17
• 分類號: H10N10/17;H10N10/817;H10N10/82;H10N10/01;F16L59/02;G01J5/00;G01J5/12;G01J5/14;G01K7/00
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

1.一種熱電堆傳感器，其特征在于，包括沿入射輻射方向依次設置的：

基于絕緣體上硅襯底形成的熱電堆結構板，所述熱電堆結構板沿入射輻射方向包括絕緣體上硅襯底的二氧化硅層和頂層單晶硅，所述熱電堆結構板具有熱輻射感應區，所述熱輻射感應區的所述頂層單晶硅中形成有熱電堆結構；

第一互連層，所述第一互連層中至少形成有第一導電互連結構，所述第一導電互連結構電性連接所述熱電堆結構；以及，

基板，所述基板和所述第一互連層之間夾設有第一空腔，且所述熱電堆結構設置在所述第一空腔的上方，所述第一空腔的底部配置有熱輻射反射板；

其中，所述二氧化硅層位于所述頂層單晶硅背向所述基板的表面上，所述第一互連層位于所述頂層單晶硅面向所述基板的表面上，所述基板中配置有讀出電路，所述的熱電堆傳感器還包括布設在所述熱輻射感應區的外圍的第二導電互連結構，所述讀出電路通過所述第二導電互連結構與所述第一導電互連結構電性連接；

所述第二導電互連結構為重布線結構且包括第一插塞、第二插塞和互連線，所述第一插塞從所述熱電堆結構板側從上到下垂直貫穿所述熱電堆結構板和所述第一互連層，且底端與所述讀出電路電性連接，所述第二插塞從熱電堆結構板側從上到下垂直貫穿所述熱電堆結構板且底端與所述第一導電互連結構電性連接，所述第一插塞、第二插塞在頂端通過所述互連線電性連接，所述互連線的表面被所述二氧化硅層暴露在外形成接觸墊；

所述熱電堆傳感器還包括具有第二空腔的封蓋，所述封蓋配置在所述熱電堆結構板背向所述基板的一側上，所述第二空腔夾設在所述封蓋和所述熱電堆結構板之間，并與所述第一空腔對準；所述封蓋被切邊以至少暴露出所述接觸墊的部分表面。

2.根據權利要求1所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述熱輻射反射板上表面與所述熱電堆結構的垂直距離為所述輻射的波長的1/4的奇數倍。

3.根據權利要求1所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述熱輻射反射板形成在所述第一空腔的底面上，或者，被掩埋在所述第一空腔的底面與所述基板之間。

4.根據權利要求1所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述熱輻射反射板的材料包括:導電材料和/或光子晶體材料，所述導電材料包括金屬、金屬硅化物、未摻雜的半導體和摻雜的半導體中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述熱電堆結構包括材料不同和/或結構不同的第一熱感應微結構和第二熱感應微結構。

6.根據權利要求5所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述第一熱感應微結構和第二熱感應微結構分別呈線型、陣列型或者梳子型。

7.根據權利要求5所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述第一熱感應微結構和所述第二熱感應微結構并聯或串聯電連接。

8.根據權利要求1所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述熱電堆結構包括至少一種熱感應微結構，所述熱感應微結構包括：N型或P型摻雜的單晶硅，N型摻雜的濃度范圍為1×10¹³~1×10¹⁷/cm³，P型摻雜的濃度范圍1×10¹³~1×10¹⁷/cm³。

9.根據權利要求1所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述熱電堆結構包括至少一種熱感應微結構，所述熱感應微結構的材料包括金屬、未摻雜的半導體、摻雜的半導體和金屬硅化物中的至少一種。

10.根據權利要求9所述的熱電堆傳感器，其特征在于，所述未摻雜的半導體或所述摻雜的半導體的材料包括硅、鍺、砷化鎵或磷化銦中的至少一種，且所述摻雜的半導體的摻雜劑包含N型或P型摻雜劑。