[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

本發明提供一種熱電堆傳感器及其制作方法、電子設備，所述熱電堆傳感器包括沿入射輻射方向依次設置熱電堆結構板、第一互連層以及基板，并在基板和第一互連層之間夾設第一空腔，且在第一空腔的底部增加熱輻射反射板，由此，既可以從熱電堆結構板背向基板的一側接收熱輻射，避免基板和第一互連層對熱輻射的直接吸收，又可以通過熱輻射反射板將穿透熱電堆結構板的殘余輻射反射回熱電堆結構板，從而能提高熱電堆傳感器的測量精度。且由于基板直接鍵合在熱電堆結構板的下方，因此能夠在不增加面積的條件下，實現CMOS讀出電路的垂直系統集成，有利于縮短傳感信號到讀出電路的互連長度、信號損失和噪聲且有利于熱電堆傳感器的微型化。

技術領域

本發明涉及傳感器制造技術領域，尤其涉及一種熱電堆傳感器及其制作方法、電子設備。

背景技術

熱電堆(thermal-pile)是一種能將溫差和電能相互轉化的元件，其由兩個或多個熱電偶串接組成，各熱電偶輸出的熱電勢是互相疊加的，當熱電堆的兩邊出現溫差時，會產生電流。熱電堆傳感器可配置各種透鏡和濾波器，從而實現在溫度測量(額溫槍、耳溫槍、食品溫度檢測、熱成像儀等)、氣體成份的定性/定量分析、智能家電、燈具開關、醫療設備等多種應用場景中的應用。

目前的熱電堆傳感器，存在測量精度低、可靠性差、體積大等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱電堆傳感器及其制作方法、電子設備，能夠提高測量精度，并有利于微型化。

為了實現上述目的，本發明提供一種熱電堆傳感器，包括沿入射輻射方向依次設置的：

熱電堆結構板，所述熱電堆結構板具有熱輻射感應區，所述熱輻射感應區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。

本發明還提供一種熱電堆傳感器的制作方法，包括以下步驟：

提供熱電堆結構板，所述熱電堆結構板具有熱輻射感應區，所述熱輻射感應區中形成有熱電堆結構；

形成第一互連層于所述熱電堆結構板上，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；

提供基板，形成第一空腔于所述基板上，并形成熱輻射反射板配置于所述第一空腔的底部；

將所述基板與所述第一互連層鍵合，且鍵合后，所述第一空腔夾設在所述第一互連層和所述熱輻射反射板之間，所述熱電堆結構設置在所述第一空腔的上方。

本發明還提供一種電子設備，包括本發明所述的熱電堆傳感器。

與現有技術相比，本發明的技術方案至少具有以下有益效果之一：

1、沿入射輻射方向依次設置熱電堆結構板、第一互連層以及基板，并在基板和第一互連層之間夾設第一空腔，且在第一空腔的底部增加熱輻射反射板，由此，既可以從熱電堆結構板背向基板的一側接收熱輻射，避免基板和第一互連層中的一些結構(例如金屬線等)對熱輻射的直接吸收，又可以通過第一空腔進行熱絕緣，防止熱電堆結構接收的熱量向第一空腔下方的基板中傳導，還可以通過熱輻射反射板將穿透熱電堆結構板的殘余輻射反射回熱電堆結構板，從而能提高熱電堆傳感器的測量精度。

2、將熱輻射反射板的上表面與所述熱電堆結構板中的熱電堆結構之間的垂直距離限定到約為輻射的波長的1/4的奇數倍，由此能夠實現熱輻射反射板對穿透熱電堆結構板的殘余輻射的最大反射能力。