本发明专利技术提供一种红外热成像传感器像元及红外热成像传感器，涉及传感器像元领域，包括：桥墩、桥臂、桥面、互连通孔、热敏电阻以及释放孔；所述像元结构整体呈现夹心式叠层结构，所述顶铝处于所述像元结构最底层，所述桥面处于所述像元结构最顶层，所述桥墩、桥臂、互连通孔以及所述热敏电阻均处于所述叠层结构内部。通过夹心式叠层结构设计加大热敏电阻可排布面积，提高了整体像元结构利用率，并降低了材料的闪烁噪声。结合桥臂所用折叠式排布，在有限空间内进一步加大桥臂长度，进而降低了像元结构热导，提升了像元结构整体响应率。另外，中心释放孔的设计，在不破坏热敏电阻的情况下，优化了PI牺牲层在燃烧过程中对于PI胶的释放。化了PI牺牲层在燃烧过程中对于PI胶的释放。化了PI牺牲层在燃烧过程中对于PI胶的释放。
【技术实现步骤摘要】
一种红外热成像传感器像元及红外热成像传感器
[0001]本专利技术涉及成像传感器领域，更具体地，涉及一种红外热成像传感器像元及红外热成像传感器。
技术介绍
[0002]随着非制冷红外热焦平面探测器技术的发展，红外成像技术的应用逐渐走进人们的生活。红外系统中，红外热成像传感器是核心，它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射。在红外成像传感器中，像元结构是核心，主要由ROIC(Read Out Integrated Circuit，读出集成电路)衬底、桥墩、桥面以及桥臂组成。
[0003]随着微机械制造MEMS(Micro
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Electro
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Mechanical System，微机电系统)技术的发展，红外热成像传感器已实现小型化、高集成、批量化生产，并朝向大面阵、小像元的方向发展，但像元尺寸的减小会导致热敏电阻面积的减小，一定程度上会增大热噪声，降低传感器的响应率；同时，现有技术中，为了实现良好的响应率，增加桥臂长度是一个可行的方法，但是，单纯得增加桥臂长度会导致像元结构填充率的降低。
[0004]为解决上述问题，现有技术进一步出现了一种MEMS图像传感器像元，具体如图2所示。桥面通过桥臂和桥墩固定在衬底上，并通过桥墩中的引线将桥面上产生的电信号传递至ROIC衬底上的读出电路，所述桥臂的横截面呈周期性曲折状，能够在有限的空间内，更大限度地延长桥臂，从而减小热导，提升NETD(Noise Equivalent Temperature Difference，噪声等效温差)指标。但该方式由于桥臂的横截面呈连续的梯形波形或锯齿形等特殊形状，制备工艺复杂，成本较高，现有MEMS平面工艺难以支撑该改进技术的广泛化使用。
[0005]因此，需要一种可广泛化应用的新型红外热成像传感器像元结构来在保证像元结构可获取较大填充率的前提下，可保证红外辐射吸收量的增大，同时可保证整体像元结构热导的降低。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施例提供一种红外热成像传感器像元及红外热成像传感器，可以降低材料本身的闪烁噪声，降低热导，提高响应率，提升整体像元结构NETD指标，并可实现广泛应用。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术实施例的第一方面提供了一种红外热成像传感器像元，包括：顶铝1、桥墩2、桥臂3、桥面4、互联通孔5以及热敏电阻6；
[0008]所述像元结构整体呈现夹心式叠层结构，所述顶铝1处于所述像元结构最底层，所述桥面4处于所述像元结构最顶层，所述桥墩2、所述桥臂3、所述互连通孔5以及所述热敏电阻6均处于所述叠层结构内部。
[0009]在一些实施例中，所述桥墩2排列于所述顶铝1上表面，所述桥墩2上沿同所述桥臂3相连，所述桥臂3上表面设置有所述互连通孔5。
[0010]在一些实施例中，所述互连通孔5贯穿所述热敏电阻6，所述互连通孔5内部设置有
内溅沉积金属，所述热敏电阻6通过所述内溅沉积金属与所述桥臂3连接。
[0011]在一些实施例中，所述像元结构还包括结构接触孔7和释放孔8，所述热敏电阻6上方设置有所述接触孔7，所述释放孔8排布位置包括所述热敏电阻6的外围和中心无器件区域。
[0012]在一些实施例中，所述像元结构内部还包括PI牺牲层。
[0013]在一些实施例中，所述桥臂3弯折形成阵列，所述桥臂3的弯折阵列至少包括：U形折叠，V形折叠、波浪形折叠。
[0014]在一些实施例中，所述桥臂3弯折形成阵列中的多个弯折段的线圈长度包括：等差数列、等比数列、指数分布式排列中至少一种。
[0015]在一些实施例中，所述热敏电阻6的结构为分段式，形状至少包括扁平状。
[0016]在一些实施例中，所述热敏电阻6上方至少设置一处所述接触孔7。
[0017]在一些实施例中，所述互连通孔5形状至少可为圆形或扁平形。
[0018]在一些实施例中，所述桥墩2内含所述互连通孔数量至少为2个。
[0019]本专利技术实施例的第二方面还提供了一种红外热成像传感器，所述热红外传感器包括上述实施例所述的像元，多个所述像元在所述红外热成像传感器中组成阵列。
[0020]在一些实施例中，所述像元组成的阵列中，位置相邻的两个桥臂3的弯折形状互补。
[0021]本专利技术实施例提供了一种夹心式叠层结构的像元及红外热成像传感器，通过夹心式叠层结构设计加大热敏电阻可排布面积，提高了整体像元结构利用率，并降低了材料的闪烁噪声。结合桥臂所用折叠式排布，在扩大的空间内，进一步加大桥臂长度，进而降低了像元结构热导，提升了像元结构整体响应率，提升了NETD指标。通过反应磁控溅射方法，比较容易实现高方阻(Rs)，高TCR(电阻温度系数，Temperature Coefficient Of Resistance)的热敏电阻薄膜，同时能保证较好的阻值均匀性和一致性。通过分段式热敏电阻设计，可保证像元结构获得较小的电阻，同时保证了了阻值一致性。另外，内部释放孔的设计，改善了PI牺牲层在燃烧过程中对于PI胶的释放，降低了胶渍残留的风险。所述像元整体结构叠层清晰，制备过程无需复杂MEMS技术进行支持，具备应用普遍性。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0023]图1为现有技术中L型像元结构示意图；
[0024]图2为现有技术中进一步出现的像元结构剖面示意图；
[0025]图3为根据本专利技术一实施方式的一种夹心式叠层结构的像元结构叠层示意图；
[0026]图4为根据本专利技术一实施方式的一种弯折式排列结构桥臂的结构示意图；
[0027]图5为根据本专利技术一实施方式的一种弯折式桥臂和桥面层别排布示意图。
[0028]图6为根据本专利技术一实施方式的一种弯折式桥臂和热敏电阻层别排布示意图。
[0029]图7
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a为根据本专利技术一实施方式的一种分段式热敏电阻结构及连接示意图。
[0030]图7
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b为根据本专利技术一实施方式的一种分段式热敏电阻结构及连接电路示意图。
[0031]图8为根据本专利技术一实施方式的一种释放孔排布位置示意图。图9为根据本专利技术一实施方式的优选实施例桥臂长度尺寸示意图。
具体实施方式
[0032]为使得本申请的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同设备、模块或参数等，既不代表任何特定技术含义，也本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种红外热成像传感器像元，其特征在于，至少包括：顶铝(1)、桥墩(2)、桥臂(3)、桥面(4)、互连通孔(5)以及热敏电阻(6)；所述像元结构整体呈现夹心式叠层结构，所述顶铝(1)处于所述像元结构最底层，所述桥面(4)处于所述像元结构最顶层，所述桥墩(2)、所述桥臂(3)、所述互连通孔(5)以及所述热敏电阻(6)均处于所述叠层结构内部。2.根据权利要求1所述的红外热成像传感器像元，其特征在于，所述桥墩(2)排列于所述顶铝(1)上表面，所述桥墩(2)上沿同所述桥臂(3)相连，所述桥臂(3)上表面设置有所述互连通孔(5)。3.根据权利要求1所述的红外热成像传感器像元，其特征在于，所述互连通孔(5)贯穿所述热敏电阻(6)，所述互连通孔(5)内部设置有内溅沉积金属，所述热敏电阻(6)通过所述内溅沉积金属与所述桥臂(3)连接。4.根据权利要求1所述的红外热成像传感器像元，其特征在于，所述像元还包括结构接触孔(7)和释放孔(8)，所述热敏电阻(6)上表面设置有所述接触孔(7)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成强，
申请(专利权)人：北京安酷智芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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