一种红外热探测器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及探测器技术领域，具体公开了一种红外热探测器，包括：控制电路；与控制电路连接的红外热敏单元；以及设置在控制电路上的封装结构；其中，控制电路包括信号读出电路接口和信号产生电路接口；封装结构包括框架、盖帽、加热器和控制线；框架固定在控制电路上，其中框架的底端固定在信号产生电路接口上；盖帽悬置于框架上，并与框架形成包围红外热敏单元的闭合空腔；加热器位于盖帽上；控制线分别位于盖帽上和框架中，其中加热器通过控制线与信号产生电路接口电学连接。本发明专利技术还公开了一种红外热探测器的制作方法。本发明专利技术提供的红外热探测器能在不影响探测器基本性能的基础上，实现模拟黑体红外‑热‑电转换下的辐射响应自测试。

【技术实现步骤摘要】
一种红外热探测器及其制作方法
本专利技术涉及探测器
，尤其涉及一种红外热探测器及红外热探测器的制作方法。
技术介绍
红外辐射是一种在自然界普遍存在的电磁波能量，一切温度高于绝对零度的物体都会产生该辐射；探测物体的红外辐射，在众多领域有着广泛的应用需求；根据对红外辐射响应方式的不同，红外探测器有光子探测和热探测两种类型；其中，红外光子探测器主要基于红外辐射的光电效应，红外热探测器则是利用红外辐射的热效应，红外热探测器由于避免了电子热运动产生的影响，因此可在室温条件下工作，具有质量轻、体积小、功耗小、成本低等特点。信号响应是入射辐射引起的红外热探测器输出信号，根据国标，在红外热探测器的响应测试与标定中，通常需要用到黑体以提供标准的辐射功率，由此，带来了测试设备昂贵、测试系统复杂的问题；为简化测试，专利CN106289537A、CN105444893B、以及CN107036717B均提出利用发热电阻替代黑体为热电堆提供热辐射源，以实现热电堆的内建自测试，但这些专利都未涉及如何从器件层面具体实现。论文《ElectricallyIn本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外热探测器，其特征在于，包括：/n控制电路（10）；/n与所述控制电路（10）连接的红外热敏单元（20）；以及/n设置在所述控制电路（10）上的封装结构（30）；/n其中，所述控制电路（10）包括信号读出电路接口（101）和信号产生电路接口（102）；/n其中，所述封装结构（30）包括框架（301）、盖帽（302）、加热器（303）和控制线（304）；所述框架（301）固定在所述控制电路（10）上，其中所述框架（301）的底端固定在所述信号产生电路接口（102）上；所述盖帽（302）悬置于所述框架（301）上，并与所述框架（301）形成包围所述红外热敏单元（20）的闭合空腔；所述加热...

【技术特征摘要】
1.一种红外热探测器，其特征在于，包括：
控制电路（10）；
与所述控制电路（10）连接的红外热敏单元（20）；以及
设置在所述控制电路（10）上的封装结构（30）；
其中，所述控制电路（10）包括信号读出电路接口（101）和信号产生电路接口（102）；
其中，所述封装结构（30）包括框架（301）、盖帽（302）、加热器（303）和控制线（304）；所述框架（301）固定在所述控制电路（10）上，其中所述框架（301）的底端固定在所述信号产生电路接口（102）上；所述盖帽（302）悬置于所述框架（301）上，并与所述框架（301）形成包围所述红外热敏单元（20）的闭合空腔；所述加热器（303）位于所述盖帽（302）上；所述控制线（304）分别位于所述盖帽（302）上和所述框架（301）中，其中所述加热器（303）通过所述控制线（304）与所述信号产生电路接口（102）电学连接。


2.根据权利要求1所述的红外热探测器，其特征在于，所述红外热敏单元（20）包括支撑梁（201）、悬臂梁（202）、敏感区（203）和信号线（204）；
其中，所述支撑梁（201）纵向垂直固定在所述控制电路（10）上，其中所述支撑梁（201）的底端固定在所述信号读出电路接口（101）上；所述悬臂梁（202）的一端与所述支撑梁（201）相连，另一端与所述敏感区（203）相连；
所述敏感区（203）悬空设置；所述信号线（204）内嵌于所述支撑梁（201）和悬臂梁（202）中，所述敏感区（203）通过所述信号线（204）与所述信号读出电路接口（101）电学连接。


3.根据权利要求1所述的红外热探测器，其特征在于，所述红外热敏单元（20）包括支撑梁（201）、悬臂梁（202）、敏感区（203）、信号线（204）和红外热敏单元衬底（205），所述红外热敏单元衬底（205）上设置有凹槽；
其中，所述支撑梁（201）横向垂直固定在所述控制电路（10）上，其侧面与所述信号读出电路接口（101）连接，其底部与所述红外热敏单元衬底（205）连接；所述悬臂梁（202）的一端与所述支撑梁（201）相连，另一端与所述敏感区（203）相连；所述敏感区（203）位于所述红外热敏单元衬底（205）的凹槽的上方，并悬空设置；所述信号线（204）内嵌于所述支撑梁（201）和悬臂梁（202）中，所述敏感区（203）通过所述信号线（204）与所述信号读出电路接口（101）电学连接。


4.一种红外热探测器的制作方法，其特征在于，所述红外热探测器的制作方法包括：
提供控制电路（10），在所述控制电路（10）上淀积金属或半导体，并图形化，形成信号读出电路接口（101）和信号产生电路接口（102）；
淀积牺牲层（40），并图形化，在所述信号读出电路接口（101）上形成第一开口；
在所述牺牲层（40）上形成红外热敏单元（20）；
在所述控制电路（10）上形成封装结构（30）。


5.根据权利要求4所述的红外热探测器的制作方法，其特征在于，所述在所述牺牲层（40）上形成红外热敏单元（20），在所述控制电路（10）上形成封装结构（30）中，还包括：
淀积氧化硅、氮化硅或其组合，并图形化，在所述第一开口内形成支撑梁（201）和在所述牺牲层（40）上形成悬臂梁（202）；
淀积金属或半导体，并图形化，形成信号线（204）；
淀积多晶硅或金属化合物，并图形化，形成由热电偶、热阻或二极管组成的敏感区（203）；
淀积牺牲层（40），并图形化，在信号产生电路接口（102）上形成第二开口；
在牺牲层（40）上，形成带孔的封装结构（30），其中，淀积氧化硅、氮化硅或其组合，并图形化，在所述第二开口内形成框架（301）；淀积非晶硅、多晶硅、锗、锗硅、硫化锌或其组合材料，并图形化，形成带孔的盖帽（302）；在盖帽（302）上，淀积掺杂的多晶硅、Pt、Au或Al，并图形化，形成加热器（303）；淀积金属或半导体，并图形化，形成控制线（304）；
通过封装结构（30）上的孔，对牺牲层（40）进行刻蚀，释放得到悬空的盖帽（302）与敏感区（203）；
通过淀积氧化硅、氮化硅或其组合填充封装结构（30）上的孔，使得盖帽（302）与框架（301）形成包围所述红外热敏单元（20）的闭合空腔，及通过淀积金属或半导体，并图形化，使得控制线（304）电学连接所述信号产生电路接口（102）与加热器（303）。


6.根据权利要求4所述的红外热探测器的制作方法，其特征在于，所述在所述牺牲层（40）上形成红外热敏单元（20），在所述控制电路（10）上形成封装结构（30）中，还包括：
淀积氧化硅、氮化硅或其组合，并图形化，在所述第一开口内形...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅剑宇，侯影，刘超，周琼，冯万进，黄鹏，陈大鹏，
申请(专利权)人：无锡物联网创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32