一种热电堆及其制备方法、探测器技术

本发明专利技术公开一种热电堆及其制备方法、探测器，涉及红外探测技术领域，以提高热电堆性能，热电堆制备方法包括步骤，提供衬底，在衬底的第一表面形成第一介质层；对第一介质层进行至少一次降应力处理；在第一介质层背离衬底的表面形成至少一个热偶对；在第一介质层背离衬底的表面上方形成吸收结构；在衬底上形成热端结构。所述热电堆采用上述制备方法制成。本发明专利技术提供的热电堆应用在探测器中。

A thermopile and its preparation and detector

【技术实现步骤摘要】
一种热电堆及其制备方法、探测器
本专利技术涉及探测
，特别是涉及一种热电堆及其制备方法、探测器。
技术介绍
热电堆通常由四部分组成，分别是红外吸收层、介质层、热电偶以及支撑结构。利用热电堆产生的塞贝克电压能够间接探测红外辐射的大小。目前，在大规模生产热电堆器件的过程中，一般将微电子机械系统(MicroElectro-MechanicalSystem，缩写为MEMS)技术与互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，缩写为CMOS)工艺兼容在一起，形成MEMS热电堆。但是，将MEMS技术和CMOS工艺兼容在一起后，会对MEMS热电堆的性能产生了极大的负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热电堆及其制备方法、探测器，以降低对热电堆性能的不利影响。为了实现上述目的，本专利技术提供一种热电堆制备方法，包括以下步骤：提供衬底，在衬底的第一表面形成第一介质层；对第一介质层进行至少一次降应力处理；在第一介质层背离衬底的表面形成至少一个热偶对；在第一介质层背离衬底的表面上方形成吸收结构；在衬底上形成热端结构。优选的，在第一表面形成第一介质层后，对第一介质层进行至少一次降应力处理。优选的，在第一介质层背离衬底的表面形成至少一个热偶对，包括：在第一介质层背离衬底的表面形成热偶材料层，处理热偶材料层形成至少一个热偶；在第一介质层背离衬底的表面形成第二介质层，用于隔离和覆盖热偶；在第二介质层形成至少一个电极，至少一个电极与至少一个热偶一一对应电连接，形成至少一个热偶对。优选的，在第一表面形成第一介质层后，在第一介质层背离衬底的表面形成热偶材料层前，对第一介质层进行至少一次降应力处理包括：至少对第一介质层进行降应力处理。优选的，在第一介质层背离衬底的表面形成热偶材料层后，对热偶材料层处理形成至少一个热偶前，对第一介质层进行至少一次降应力处理包括：对热偶材料层和第一介质层进行降应力处理。优选的，在第一介质层背离衬底的表面形成第二介质层后，在第二介质层形成至少一个电极前，对第一介质层进行至少一次降应力处理包括：对第一介质层、第二介质层以及至少一个热偶进行降应力处理。优选的，第一介质层为单层结构或复合层结构。优选的，在第一表面形成第一介质层，包括：在第一表面形成层叠的至少一层第一材料介质层和至少一层第二材料介质层，第一材料介质层与第一表面接触，相邻两层第一材料介质层之间具有一层第二材料介质层。优选的，形成至少一层第一材料介质层后，对第一介质层进行至少一次降应力处理，包括：对至少一层第一材料介质层进行至少一次降应力处理；和/或，形成至少一层第二材料介质层后，对第一介质层进行至少一次降应力处理包括：对至少一层第一材料介质层进行至少两次降应力处理；对至少一层第二材料介质层进行至少一次降应力处理。优选的，提供衬底后，在衬底上形成热端结构前，热电堆制备方法还包括：在衬底的第二表面形成第三介质层，第二表面背离第一表面。优选的，在第二表面形成第三介质层后，热电堆制备方法还包括：对第三介质层进行降应力处理。优选的，在第二表面形成第三介质层，包括：在第二表面形成层叠的至少一层第三材料介质层和至少一层第四材料介质层，第三材料介质层与第二表面接触。优选的，形成至少一层第三材料介质层后，还包括，至少对第三材料介质层进行至少一次降应力处理；和/或，形成至少一层第四材料介质层后，还包括，至少对至少一层第三材料介质层进行至少两次降应力处理；对至少一层第四材料介质层进行至少一次降应力处理。优选的，在第二表面形成第三介质层后，热电堆制备方法还包括，在第三介质层背离衬底的表面形成钝化层。与现有技术相比，本专利技术提供的热电堆制备方法中，在衬底的第一表面形成第一介质层后，对第一介质层进行至少一次降应力处理，经至少一次降应力处理的第一介质层的厚度和应力被固定下来，而后在此基础上形成热偶对和吸收结构时，第一介质层的厚度和应力不会再次发生变化，因此，能够避免第一介质层在后续工序中的应力变化对热偶对的负面影响，达到提高热电堆性能的目的。本专利技术还提供一种热电堆。该热电堆采用上述技术方案所述的制备方法制备形成。与现有技术相比，本专利技术提供的热电堆的有益效果与上述技术方案所述的热电堆制备方法有益效果相同，在此不做赘述。本专利技术还提供一种探测器。该探测器包括上述技术方案所述的热电堆。与现有技术相比，本专利技术提供的探测器的有益效果与上述技术方案所述热电堆的有益效果相同，在此不做赘述。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是现有技术中热电堆的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的热电堆制备方法的主体流程；图3至图16是本专利技术实施例提供的热电堆制备方法中每一步骤对应的结构变化图。其中，10.红外吸收层，11.介质层，12.热电偶，13.支撑结构；20.衬底，200.冷端结构，21.第一介质层，210.第一材料介质层，211.第二材料介质层，22.热偶对，220.热偶材料层，221.热偶，222.电极，223.接触孔，224.电极材料层，23.吸收结构，230.吸收材料层，24.热端结构，25.第二介质层，26.第三介质层，260.第三材料介质层，261.第四材料介质层，27.钝化层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在附图中示出本专利技术实施例的各种示意图，这些图并非按比例绘制。其中，为了清楚明白的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，本专利技术中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义，应当能理解到，这些方向性术语是相对概念，它们用于相对的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位变化而相应地发生变化。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电堆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供衬底，在所述衬底的第一表面形成第一介质层；/n对所述第一介质层进行至少一次降应力处理；/n在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成至少一个热偶对；/n在所述第一介质层背离所述衬底的表面上方形成吸收结构；/n在所述衬底上形成热端结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种热电堆制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供衬底，在所述衬底的第一表面形成第一介质层；
对所述第一介质层进行至少一次降应力处理；
在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成至少一个热偶对；
在所述第一介质层背离所述衬底的表面上方形成吸收结构；
在所述衬底上形成热端结构。


2.根据权利要求1所述的热电堆制备方法，其特征在于，在所述第一表面形成第一介质层后，对所述第一介质层进行至少一次降应力处理。


3.根据权利要求1或2所述的热电堆制备方法，其特征在于，在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成至少一个热偶对，包括：
在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成热偶材料层，处理所述热偶材料层形成至少一个热偶；
在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成第二介质层，用于隔离和覆盖所述热偶；
在所述第二介质层形成至少一个电极，所述至少一个电极与所述至少一个热偶一一对应电连接，形成所述至少一个热偶对。


4.根据权利要求3所述的热电堆制备方法，其特征在于，在所述第一表面形成第一介质层后，在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成热偶材料层前，对所述第一介质层进行至少一次降应力处理包括：
至少对所述第一介质层进行降应力处理。


5.根据权利要求3或4所述的热电堆制备方法，其特征在于，在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成热偶材料层后，对所述热偶材料层处理形成至少一个热偶前，对所述第一介质层进行至少一次降应力处理包括：
对所述热偶材料层和所述第一介质层进行降应力处理。


6.根据权利要求3、4或5所述的热电堆制备方法，其特征在于，在所述第一介质层背离所述衬底的表面形成第二介质层后，在所述第二介质层形成至少一个电极前，对所述第一介质层进行至少一次降应力处理包括：
对所述第一介质层、第二介质层进行降应力处理。


7.根据权利要求1～6任一项所述的热电堆制备方法，其特征在于，所述第一介质层为单层结构或复合层结构。


8.根据权利要求1所述的热电堆制备方法，其特征在于，在所述第一表面形成第一介质层，包括：
在所述第一表...

【专利技术属性】
技术研发人员：周娜，李俊杰，熊文娟，高建峰，杨涛，李俊峰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11