一种硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片及制备方法技术

本发明专利技术提供一种硅‑玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片及制备方法，硅‑玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片包括通过阳极键合的发光薄膜和玻璃晶片；发光薄膜包括依次设置的多晶硅层、隔离氧化硅层、硅器件层和黑硅层；玻璃晶片上设置有凹槽；多晶硅层中部为电加热多晶硅层，多晶硅层的外缘为高阻多晶硅层，电加热多晶硅层覆盖在玻璃晶片的凹槽上方形成密闭空腔；电加热多晶硅层背离玻璃晶片的一侧设置有金属电极，金属电极背离电加热多晶硅层的一侧与电源连接，所述电加热多晶硅层层通过金属电极与外部相连；玻璃晶片的凹槽底部或玻璃晶片的基底上沉积有金属红外反射层。该芯片具有耐高温、抗氧化、可靠性高、寿命长、光电效率高、可调制的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片及制备方法
本专利技术涉及红外技术，尤其涉及一种硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片及制备方法。
技术介绍
随着红外技术研究的不断进步，红外技术大量应用于温度控制、环境监测、安全监控、夜视成像、物质结构和成份分析、红外识别等领域。红外光源是红外光谱仪器中最重要的元件之一，目前可供选择的中远红外光源主要有三种：量子级联红外激光器、红外发光二极管、热辐射红外光源。量子级联激光器的制备工艺复杂且成本高，使用中需要制冷设备不利于系统的小型化应用；红外二极管在中远红外波段量子效率低导致发光功率较低，不能满足实际的使用需求。热辐射红外光源是利用物体被加热后由物体表面向外界发射宽谱的红外光，发光强度和峰值波长满足黑体辐射定律。传统的热辐射光源(如热板、钨丝、热棒等)光电转换效率较低，且红外光源不具备调制工作特性，限制了其使用范围。相较之下，使用微纳加工技术制备的微电子机械(MEMS)红外光源是利用厚度为微米量级的电加热薄膜结构实现电致加热的热辐射红外光源，与上述传统红外光源相比，具有体积小、能耗低、工艺简单、制备成本低以及可调制的特性，通过硅基MEMS工艺制备技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅‑玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，包括通过阳极键合的发光薄膜和玻璃晶片；所述发光薄膜包括依次设置的多晶硅层、隔离氧化硅层、硅器件层和黑硅层；所述玻璃晶片上设置有凹槽；所述多晶硅层中部为电加热多晶硅层，所述多晶硅层的外缘为高阻多晶硅层，所述电加热多晶硅层覆盖在玻璃晶片的凹槽上方形成密闭空腔；所述电加热多晶硅层背离玻璃晶片的一侧设置有金属电极，所述金属电极背离电加热多晶硅层的一侧与电源连接，所述电加热多晶硅层层通过金属电极与外部相连；所述玻璃晶片的凹槽底部或玻璃晶片的基底上沉积有金属红外反射层。

【技术特征摘要】
1.一种硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，包括通过阳极键合的发光薄膜和玻璃晶片；所述发光薄膜包括依次设置的多晶硅层、隔离氧化硅层、硅器件层和黑硅层；所述玻璃晶片上设置有凹槽；所述多晶硅层中部为电加热多晶硅层，所述多晶硅层的外缘为高阻多晶硅层，所述电加热多晶硅层覆盖在玻璃晶片的凹槽上方形成密闭空腔；所述电加热多晶硅层背离玻璃晶片的一侧设置有金属电极，所述金属电极背离电加热多晶硅层的一侧与电源连接，所述电加热多晶硅层层通过金属电极与外部相连；所述玻璃晶片的凹槽底部或玻璃晶片的基底上沉积有金属红外反射层。2.根据权利要求1所述硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，所述高阻多晶硅层为：厚度250～1000nm的多晶硅层；所述电加热多晶硅层为：厚度为250～1000nm的低电阻多晶硅层。3.根据权利要求1所述硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，所述密闭空腔内为真空，或充有氮气或惰性气体。4.根据权利要求1所述硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，所述硅器件层为高阻p型硅材料，厚度为1～6μm，能实现1.5～20μm波长的中远红外光90％以上的透过率。5.根据权利要求1所述硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，所述玻璃晶片1为高硼硅玻璃，所述玻璃晶片与硅器件层具有相近的热膨胀系数。6.根据权利要求1所述硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，所述红外反射层为具有反射1.5～20μm波长的中远红外光能力的材料。7.根据权利要求1所述硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，所述黑硅层为厚度为20～1000nm的“纳米硅草”结构。8.根据权利要求1所述硅-玻璃密封的黑硅表面红外光源芯片，其特征在于，所述金属电极为长条矩形，位于密闭空腔上方发光薄膜两侧，并且金属电极长度与玻璃晶片上的方形凹槽长度一致，宽度为50～30...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋一博，伞海生，李晓波，
申请(专利权)人：杭州北芯传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33