【技术实现步骤摘要】
一种MEMS热电堆红外探测器及制备方法
本专利技术属于微机电系统MEMS
，具体涉及一种MEMS热电堆红外探测器及制备方法。
技术介绍
微机电系统MEMS是集微机械与微电子功能于一体的微型机电器件或系统，基于MEMS技术的器件（如MEMS传感器、驱动器）体积小、重量轻、功耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等优点而广泛应用，尤其是在汽车、航天航空及电子行业。目前的微机电红外探测器在民用与军事领域都应用广泛，在军事上常广泛用于物体的探测与成像，如战地的夜视眼镜，军事营地的红外预警系统都使用了红外探测技术。在民用方面包括远程测温，和消费电子领域都应用广泛。热电堆红外探测器是基于塞贝克效应的非制冷红外探测器，当两种不同导电材料的闭环节点存在温度差时，此时电路会产生热电势差，多个热偶相互串联形成热电堆。此时热电堆输出电压是所有串联热电偶的温差电动势之和。目前常用的热电偶材料有：金和P型多晶硅，铝和硅外延层P型扩散器，N型和P型多晶硅。红外热电堆探测器不需要制冷和斩波，可以立即使用，此外随着CMOS的IIC工艺的引...
【技术保护点】
1.一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：由下至上依次包括衬底层 （1）、牺牲层（2）、支撑层（4）、圆形吸收区（31）和热电堆（32）；/n所述衬底层（1）以方形的P型硅片为基础制成；/n所述牺牲层（2）以多晶硅为基础制成，牺牲层（2）的中部贯穿开设方形的隔热空腔（21）；/n所述热电堆（32）包括若干根热电偶，若干根热电偶依次电气串联，且中心对称均匀分布在圆形吸收区（31）的四周，形成辐射状的热电堆（32）；/n所述圆形吸收区（31）包括氮化硅材料的第一层吸收层（311）和黑硅材料的第二层吸收层（312）；/n所述每根热电偶为水平布设的长条形，且从下至上依次包括第二...
【技术特征摘要】
1.一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：由下至上依次包括衬底层（1）、牺牲层（2）、支撑层（4）、圆形吸收区（31）和热电堆（32）；
所述衬底层（1）以方形的P型硅片为基础制成；
所述牺牲层（2）以多晶硅为基础制成，牺牲层（2）的中部贯穿开设方形的隔热空腔（21）；
所述热电堆（32）包括若干根热电偶，若干根热电偶依次电气串联，且中心对称均匀分布在圆形吸收区（31）的四周，形成辐射状的热电堆（32）；
所述圆形吸收区（31）包括氮化硅材料的第一层吸收层（311）和黑硅材料的第二层吸收层（312）；
所述每根热电偶为水平布设的长条形，且从下至上依次包括第二热电偶层（321）、隔离层（322）和第一热电偶层（323），每根热电偶的第二热电偶层（321）和第一热电偶层（323）电气连接；第二热电偶层（321）由N型多晶硅材料制成，隔离层（322）由氧化硅材料制成，第一热电偶层（323）由P型多晶硅材料制成；
所述热电堆（32）通过水平的支撑层（4）布设在牺牲层（2）的上端，且圆形吸收区（31）对应位于隔热空腔（21）的上方，每根热电偶的一端和圆形吸收区（31）连接，另一端位于隔热空腔（21）上端口外侧对应的支撑层（4）上。
2.根据权利要求1所述一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述支撑层（4）为二氧化硅氧化膜。
3.根据权利要求1所述一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述热电堆（32）包括40根热电偶，且热电堆（32）对应圆形吸收区（31）的一端为热端，另一端为冷端，且冷端对应的热电偶的第二热电偶层（321）和相邻热电偶的第一热电偶层（323）均通过第一电极（324）连接，热端对应的每根热电偶的第二热电偶层（321）和第一热电偶层（323）通过第二电极（325）连接，使得40根热电偶依次电气串联，并通过电极焊盘（324）引出；所述第一电极（325）和第二电极（326）均由Ti-Al材料制成。
4.根据权利要求1～3任一所述一种MEMS热电堆红外探测器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
备片：准备一块晶向<100>的P型硅片作为衬底层（1），在P型硅片的上表面利用热氧化生长一层0.5um厚的二氧化硅氧化膜Ⅰ（11），并使用低压化学气相沉积法，在二氧化硅氧化膜Ⅰ（11）上沉积多晶硅作为牺牲层（2），且牺牲层（2）厚度为2um；
一次光刻：在牺牲层（2）表面利用反应离子刻蚀技术，贯穿牺牲层（2）光刻刻蚀出回形的窄槽（22）；
沉积氧化：利用等离子化学气相沉积和热氧化技术，在窄槽（22）内贴壁生长一层二氧化硅氧化膜Ⅱ，由二氧化硅氧化膜Ⅰ与二氧化硅氧化膜Ⅱ构成空腔释放停止结构；
同时在牺...
【专利技术属性】
技术研发人员：许高斌，杨朝晖，陈士荣，陈兴，马渊明，王琪，李海生，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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