【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热电偶，特别是涉及一种热电堆红外传感器，还涉及一种热电堆红外传感器的制造方法。
技术介绍
1、基于塞贝克效应，如果两种不同的材料、或材料相同逸出功不同的物体a和b在热结端相连，而热结与冷区之间存在温度差，那么在冷区的两个梁间就会产生开路电势差，这就是塞贝克效应，亦称为温差电效应。物体a和b就构成一个热电偶，若干热电偶串联起来就形成热电堆。
2、一种示例性的采用cmos(互补金属氧化物半导体)工艺制造的热电堆，其红外吸收层由钨、氮化硅及二氧化硅组成，这种材料的红外吸收层的红外吸收率较高，但这种材料及结构的红外吸收层不易做表面图形化处理，制作成本高，且需考虑钨材料与其他材料的兼容性，具有不利于量产等缺陷。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种具有较高的红外吸收率，而又易于制造的热电堆红外传感器及其制造方法。
2、一种热电堆红外传感器，包括mems单元，所述mems单元包括：多个热电偶，每个热电偶包括热结端和冷结端，各所述热电偶串联连接形成热电堆；红外吸收层，覆盖各所述热电偶，所述红外吸收层为包括硅氧化物和硅的氮化物的复合层；其中，各所述热电偶的附近设有若干贯穿所述红外吸收层的释放孔，每个热电偶的热结端附近的释放孔密度高于冷结端附近的释放孔密度；且对于若干所述热电偶的热结端，其附近的释放孔设有凹入释放孔侧壁的第一空腔。
3、上述热电堆红外传感器，采用硅氧化物和硅的氮化物的复合层作为红外吸收层，易于制造，且通过第一空腔聚集红外能量来提高
4、在其中一个实施例中，所述热电堆红外传感器还包括衬底，所述多个热电偶和所述红外吸收层设于所述衬底上，各所述释放孔的底部为在所述衬底的第一表面形成的第二空腔。
5、在其中一个实施例中，所述热电堆红外传感器还包括cmos单元，所述cmos单元包括位于所述衬底中的有源区，以及与所述有源区电性连接的至少一层金属互连层；所述mems单元还包括与部分或所有所述热电偶电性连接的至少一层金属互连层。
6、在其中一个实施例中，所述cmos单元和mems单元具有多层所述金属互连层，所述第一空腔设于mems单元的金属互连层的多对相邻互连层之间。
7、在其中一个实施例中，各所述释放孔中至少部分在横向上彼此连通，连通的释放孔具有至少一组，不同组的释放孔在横向上相互不连通。
8、在其中一个实施例中，各所述热电偶是多晶硅热电偶；所述多个热电偶包括n型掺杂热电偶和p型掺杂热电偶，且按照n型掺杂热电偶和p型掺杂热电偶交替串联的方式连接。
9、在其中一个实施例中，所述红外吸收层为包括二氧化硅和氮化硅的复合层。
10、一种热电堆红外传感器的制造方法，包括：形成多个热电偶，每个热电偶均包括热结端和冷结端；形成覆盖各所述热电偶的红外吸收层，以及位于各所述热电偶上方的金属互连层；所述红外吸收层为包括硅氧化物和硅的氮化物的复合层，各所述热电偶通过所述金属互连层和位于所述红外吸收层中的接触孔中的导电材料串联形成热电堆；形成贯穿所述红外吸收层的若干释放孔，以及凹入释放孔侧壁的第一空腔；每个热电偶的热结端附近的释放孔密度高于冷结端附近的释放孔密度。
11、上述热电堆红外传感器的制造方法，采用硅氧化物和硅的氮化物的复合层作为红外吸收层，易于制造，且通过第一空腔聚集红外能量来提高红外吸收率，因此具有较高的红外吸收率。
12、在其中一个实施例中，还包括在所述红外吸收层中形成多晶硅材质的牺牲部的步骤；形成所述第一空腔的步骤是通过腐蚀释放所述牺牲部从而形成所述第一空腔。
13、在其中一个实施例中，形成所述第一空腔的步骤包括：使不同的所述第一空腔相互横向连通，从而使不同的释放孔相互连通；连通的释放孔具有至少一组，不同组的释放孔在横向上相互不连通。
14、在其中一个实施例中，所述形成多个热电偶的步骤是在衬底上形成所述多个热电偶；所述制造方法还包括：在各所述释放孔的底部形成位于所述衬底的第一表面的第二空腔。
15、在其中一个实施例中，还包括：在所述衬底中形成cmos的有源区；在形成所述多个热电偶的同时形成cmos的栅极，所述栅极和所述多个热电偶的材质为多晶硅；在形成多层所述金属互连层的同时，形成cmos的金属互连层；所述牺牲部形成于所述多层金属互连层的多对相邻互连层之间。
16、在其中一个实施例中，还包括：对所述多个热电偶进行掺杂，形成若干n型掺杂热电偶和若干p型掺杂热电偶，其连接方式为n型掺杂热电偶和p型掺杂热电偶交替串联。
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1.一种热电堆红外传感器，包括MEMS单元，其特征在于，所述MEMS单元包括：
2.根据权利要求1所述的热电堆红外传感器，其特征在于，还包括衬底，所述多个热电偶和所述红外吸收层设于所述衬底上，各所述释放孔的底部为在所述衬底的第一表面形成的第二空腔。
3.根据权利要求2所述的热电堆红外传感器，其特征在于，还包括CMOS单元，所述CMOS单元包括位于所述衬底中的有源区，以及与所述有源区电性连接的至少一层金属互连层；所述MEMS单元还包括与部分或所有所述热电偶电性连接的至少一层金属互连层。
4.根据权利要求3所述的热电堆红外传感器，其特征在于，所述CMOS单元和MEMS单元具有多层所述金属互连层，所述第一空腔设于MEMS单元的金属互连层的多对相邻互连层之间。
5.根据权利要求1所述的热电堆红外传感器，其特征在于，各所述释放孔中至少部分在横向上彼此连通，连通的释放孔具有至少一组，不同组的释放孔在横向上相互不连通。
6.根据权利要求1所述的热电堆红外传感器，其特征在于，所述红外吸收层为包括二氧化硅和氮化硅的复合层。
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8.根据权利要求7所述的热电堆红外传感器的制造方法，其特征在于，还包括在所述红外吸收层中形成多晶硅材质的牺牲部的步骤；形成所述第一空腔的步骤是通过腐蚀释放所述牺牲部从而形成所述第一空腔。
9.根据权利要求8所述的热电堆红外传感器的制造方法，其特征在于，所述形成多个热电偶的步骤是在衬底上形成所述多个热电偶；所述制造方法还包括：在各所述释放孔的底部形成位于所述衬底的第一表面的第二空腔。
10.根据权利要求9所述的热电堆红外传感器的制造方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种热电堆红外传感器，包括mems单元，其特征在于，所述mems单元包括：
2.根据权利要求1所述的热电堆红外传感器，其特征在于，还包括衬底，所述多个热电偶和所述红外吸收层设于所述衬底上，各所述释放孔的底部为在所述衬底的第一表面形成的第二空腔。
3.根据权利要求2所述的热电堆红外传感器，其特征在于，还包括cmos单元，所述cmos单元包括位于所述衬底中的有源区，以及与所述有源区电性连接的至少一层金属互连层；所述mems单元还包括与部分或所有所述热电偶电性连接的至少一层金属互连层。
4.根据权利要求3所述的热电堆红外传感器，其特征在于，所述cmos单元和mems单元具有多层所述金属互连层，所述第一空腔设于mems单元的金属互连层的多对相邻互连层之间。
5.根据权利要求1所述的热电堆红外传感器，其特征在于，各...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡清华，张新伟，杨杰，顾坚俭，薛静静，李俊萍，康健力，陈佳霞，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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