[發(fā)明專利]熱電堆傳感器及其制作方法、電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010622625.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN112038475B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃河
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發(fā)明提供一種熱電堆傳感器及其制作方法、電子設(shè)備，所述熱電堆傳感器包括沿入射輻射方向依次設(shè)置熱電堆結(jié)構(gòu)板、第一互連層以及基板，并在基板和第一互連層之間夾設(shè)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(jié)構(gòu)板背向基板的一側(cè)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(jié)構(gòu)板的殘余輻射反射回?zé)犭姸呀Y(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)板的下方，因此能夠在不增加面積的條件下，實現(xiàn)CMOS讀出電路的垂直系統(tǒng)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱電堆傳感器及其制作方法、電子設(shè)備。

背景技術(shù)

熱電堆(thermal-pile)是一種能將溫差和電能相互轉(zhuǎn)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(xiàn)溫差時，會產(chǎn)生電流。熱電堆傳感器可配置各種透鏡和濾波器，從而實現(xiàn)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(guān)、醫(yī)療設(shè)備等多種應(yīng)用場景中的應(yīng)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(shè)備，能夠提高測量精度，并有利于微型化。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種熱電堆傳感器，包括沿入射輻射方向依次設(shè)置的：

熱電堆結(jié)構(gòu)板，所述熱電堆結(jié)構(gòu)板具有熱輻射感應(yīng)區(qū)，所述熱輻射感應(yīng)區(qū)中形成有熱電堆結(jié)構(gòu)；

第一互連層，所述第一互連層中至少形成有第一導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)電性連接所述熱電堆結(jié)構(gòu)；以及，

基板，所述基板和所述第一互連層之間夾設(shè)有第一空腔，且所述熱電堆結(jié)構(gòu)設(shè)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(fā)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(jié)構(gòu)板，所述熱電堆結(jié)構(gòu)板具有熱輻射感應(yīng)區(qū)，所述熱輻射感應(yīng)區(qū)中形成有熱電堆結(jié)構(gòu)；

形成第一互連層于所述熱電堆結(jié)構(gòu)板上，所述第一互連層中至少形成有第一導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)電性連接所述熱電堆結(jié)構(gòu)；

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(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一空腔的上方。

本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括本發(fā)明所述的熱電堆傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)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(shè)置熱電堆結(jié)構(gòu)板、第一互連層以及基板，并在基板和第一互連層之間夾設(shè)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(jié)構(gòu)板背向基板的一側(cè)接收熱輻射，避免基板和第一互連層中的一些結(jié)構(gòu)(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(jié)構(gòu)接收的熱量向第一空腔下方的基板中傳導(dǎo)，還可以通過熱輻射反射板將穿透熱電堆結(jié)構(gòu)板的殘余輻射反射回?zé)犭姸呀Y(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)板中的熱電堆結(jié)構(gòu)之間的垂直距離限定到約為輻射的波長的1/4的奇數(shù)倍，由此能夠?qū)崿F(xiàn)熱輻射反射板對穿透熱電堆結(jié)構(gòu)板的殘余輻射的最大反射能力。