一种新型热辐射红外探测器及制作方法技术

本发明专利技术公开一种新型热辐射红外探测器及制作方法，包括：衬底、热敏探测层、绝热层以及两个桥腿，所述衬底和所述热敏探测层相对设置，所述绝热层和每个所述桥腿均形成在所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述桥腿穿过所述绝热层与所述热敏探测层接触。本发明专利技术公开的一种新型热辐射红外探测器可以在保证新型热辐射红外探测器的像元中心的热敏感有效探测区域面积较大的同时，改善桥腿的力学性能，从而保证新型热辐射红外探测器具有良好的结构稳定性和红外吸收性能，所述制作方法用于制作新型热辐射红外探测器。本发明专利技术提供的新型热辐射红外探测器还用于红外探测。热辐射红外探测器还用于红外探测。热辐射红外探测器还用于红外探测。

【技术实现步骤摘要】
一种新型热辐射红外探测器及制作方法


[0001]本专利技术涉及一种新型热辐射红外探测器结构，尤其涉及一种新型热辐射红外探测器及制作方法。

技术介绍

[0002]新型热辐射红外探测器型非制冷红外探测器以其易携带、性能卓越、成本低廉等优点，具有广泛的军事和民用前景。
[0003]目前，新型热辐射红外探测器大多采用传统单牺牲层微桥结构，而在单牺牲层微桥结构的热敏感有效探测面积比较小，且桥腿力学结构不稳定。近年来有提出多层结构的新型热辐射红外探测器，使得这些问题得到缓解，但是多层结构的制作工艺复杂，力学性能并不能得到有效的改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种新型热辐射红外探测器及制作方法，可以在保证新型热辐射红外探测器的像元中心的热敏感有效探测区域面积较大的同时，改善桥腿的力学性能，从而保证新型热辐射红外探测器具有良好的结构稳定性和红外吸收性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种新型热辐射红外探测器，包括：衬底、热敏探测层、绝热层以及两个桥腿，所述衬底和所述热敏探测层相对设置，所述绝热层和每个所述桥腿均形成在所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述桥腿穿过所述绝热层与所述热敏探测层接触；每个所述桥腿包括绝缘芯层以及包裹所述绝缘芯层的导电层，所述绝热层包裹两个所述桥腿。
[0006]与现有技术相比，本专利技术提供的新型热辐射红外探测器中，衬底和热敏探测层相对设置，绝热层和每个桥腿均形成在衬底靠近热敏探测层的表面，使得桥腿不占据热敏探测层吸收面，从而增大新型热辐射红外探测器的红外吸收面积，保证微测辐射热可以吸收更多的红外光，并且每个桥腿穿过绝热层与热敏探测层接触，可以通过桥腿获取热敏探测层产生的电信号。另外，本专利技术的每个桥腿包括绝缘芯层以及包裹绝缘芯层的导电层，而绝热层包裹两个桥腿，使得绝热层和桥腿可以共同支撑整个热敏探测层，从而使得新型热辐射红外探测器的结构更加稳定，同时绝热层和绝缘芯层还可以对导电层起到很好的固定作用，使得导电层可以稳定的进行电信号的传输，可见，本专利技术提供的新型热辐射红外探测器，不仅具有较强的结构稳定性，而且探测精度以及探测效率较高。
[0007]本专利技术还提供了一种本专利技术技术方案所述新型热辐射红外探测器的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底的上方两个桥腿，每个所述桥腿包括绝缘芯层以及包裹所述绝缘芯层的导电层；
在所述衬底的上方形成绝热层，每个所述桥腿穿过所述绝热层；在绝热层背离所述衬底表面形成热敏探测层，每个所述桥腿穿过所述绝热层的部位与所述热敏探测层接触。
[0008]与现有技术相比，本专利技术提供的新型热辐射红外探测器的制作方法具有的有益效果与上述提供的新型热辐射红外探测器的有益效果相同，在此不做赘述。
[0009]本专利技术还提供一种红外探测器，包括上述方案提供的新型热辐射红外探测器。
[0010]与现有技术相比，本专利技术提供的红外探测器具有的有益效果与上述提供的新型热辐射红外探测器的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
[0011]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示出了现有技术中单层微桥结构新型热辐射红外探测器的结构示意图；图2示出了现有技术中双层微桥结构新型热辐射红外探测器的结构示意图；图3A示出了本专利技术提供的单层微桥结构新型热辐射红外探测器的剖视结构示意图；图3B示出了本专利技术提供的单层微桥结构新型热辐射红外探测器的立体结构示意图；图4A~图4J示出了本专利技术示例性实施例的新型热辐射红外探测器在不同制作阶段的结构状态示意图；图5A~图5I示出了本专利技术示例性实施例的新型热辐射红外探测器的3D工艺流程示意图。
具体实施方式
[0012]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0013]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0014]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0015]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0016]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0017]新型热辐射红外探测器是一种电阻型热传感器，其工作原理是吸收目标物体发出的红外辐射，在引起热敏材料发生温度变化时，热敏材料的电阻也将发生变化，在外加偏置的作用下产生相应的电学信号输出，然后还原成图像信息。
[0018]图1示出了现有技术中单层微桥结构新型热辐射红外探测器的结构示意图。如图1所示，单层微桥结构新型热辐射红外探测器100包括衬底101以及设在衬底上方的微桥结构。
[0019]如图1所示，微桥结构的桥面具有热敏探测层102和两个延伸至衬底上的桥腿103。热敏探测层102为新型热辐射红外探测器100的像元。当新型热辐射红外探测器100工作时，被测物体释放红外光，热敏探测层102吸收红外光，进而改变热敏探测层的102阻值，热敏探测层102其为三明治结构，包括两个红外吸收层以及位于两个红外吸收层之间的热敏感层。该新型热辐射红外探测器100的两个桥腿103形成于衬底之上，该桥腿103由被SiO2所包裹的铝柱支撑。若通过引线给该新型热辐射红外探测器100施加偏置电压，在该偏置电压的作用下会产生相应的电学信号输出，从而使得外部处理电路能够探测到相应电阻变化引起的微弱电流变化，从而达到红外探测的目的。
[0020]当热敏探测层的红外吸收层吸收红外辐射时，吸收的红外能量使得微桥结构的桥面温度升高，使得热敏层的电阻发生变化。此时在该辐射热计上加上偏置电压，就可以产生相应的电压信号输出。在传统的单层微桥结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型热辐射红外探测器，其特征在于，包括：衬底、热敏探测层、绝热层以及两个桥腿，所述衬底和所述热敏探测层相对设置，所述绝热层和每个所述桥腿均形成在所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述桥腿穿过所述绝热层与所述热敏探测层接触；每个所述桥腿包括绝缘芯层以及包裹所述绝缘芯层的导电层，所述绝热层包裹两个所述桥腿。2.根据权利要求1所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，沿着所述桥腿的高度增加方向，所述桥腿的横截面逐渐减小。3.根据权利要求1所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述导电层为导电金属层，所述绝缘芯层的材质为无机绝缘材料。4.根据权利要求1所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述绝热层的材质为轻质多孔的无机非金属材料，所述绝热层的厚度为700nm~1000nm。5.根据权利要求1~4任一项所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述热敏探测层包括层叠设置的钝化保护层、热敏感层和红外吸收层，所述红外吸收层的厚度大于所述钝化保护层的厚度，所述钝化保护层位于所述绝热层背离所述衬底的表面。6.根据权利要求5所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述新型热辐射红外探测器还包括两个第一导电电极、两个第二导电电极以及形成在衬底靠近所述热敏探测层的表面的绝缘层，每个所述第一导电电极形成于所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述第二导电电极位于所述钝化保护层背离所述衬底的表面，每个桥腿靠近所述衬底的表面与相应所述第一导电电极接触，每个所述桥腿靠近所述热敏探测层的表面与相应所述第二导电电极接触，每个所述第一导电电极的侧表面与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子栋，王辰阳，王清坤，孔庆凯，
申请(专利权)人：北京中科海芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：