[发明专利]一种红外光源及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外技术领域，特别涉及一种红外光源及其制备方法。

背景技术

红外传感技术为二十一世纪技术研究的一个重要领域，目前，红外传感技术已在污染监测检测、温度监控、空间监视、高分辨率成像、医学等领域得到广泛应用。而且，由于红外气体传感技术良好的选择性和极低的误报警，使得红外传感方法在气体分析中得到了广泛应用。此外，由于一些新技术和新材料的引入，红外传感仪器的小型化乃至微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，简称“MEMS”)化已经成为一种发展的趋势。

在红外传感技术中，红外光源的性能很大程度上决定了红外传感器的质量。目前，国内外对红外气体传感器的研究非常活跃，多是结合MEMS工艺技术，研制体积更小，并能与IC工艺兼容，实现大批量廉价生产的红外微型光源。但是，随着体积的减小，红外光源产生的热量无法在短时间内散去，这对红外光源的性能产生了十分不利的影响。同时，红外光源的寿命与稳定性也成为决定器件是否实用的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外光源及其制备方法，可以提高器件的机械强度，产品良率，保证器件寿命；同时，可以减少热传导通路，降低热质量，提高红外光源的动态性能；而且，还可以降低热损耗，提高发光强度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种红外光源，包含：衬底、反射层、支撑体与图形化电极；

所述反射层淀积在所述衬底之上；所述支撑体形成在所述反射层上；所述图形化电极淀积在所述支撑体上；

其中，所述支撑体的横截面的图形与所述图形化电极的图形相同且重合。

本发明还提供了一种红外光源的制备方法，包含以下步骤：

提供衬底；

在所述衬底上淀积反射层薄膜；

在所述反射层薄膜上淀积支撑层薄膜；

在所述支撑层薄膜上淀积图形化电极；

刻蚀掉所述支撑层薄膜上、所述图形化电极之外的部分，得到支撑体；

其中，所述支撑体的横截面的图形与所述图形化电极的图形相同且重合。

本发明实施方式相对于现有技术而言，是将图形化电极淀积在支撑体上，其中，支撑体的横截面的图形与图形化电极的图形相同且重合，由于图形化电极是具有图形结构的电阻丝，电阻丝之间留有空隙，所以，图形化电极下的支撑体具有同样图形结构，而支撑体中不支撑图形化电极的部分为空隙。这样，非悬空支撑体结构，提高了器件的机械强度，产品良率，保证了器件寿命；同时，由于非图形化支撑体区域为空隙，可以减少热传导通路，降低热质量，提高红外光源的动态性能；而且，位于支撑体下的反射层可以将图形化电极产生的热量反射回去，降低热损耗，提高发光强度。

另外，所述支撑体的厚度大于6微米。这样，图形化电极产生的热量的衰减距离较大，减少了通过支撑体向衬底传递的热量，有利于提高红外光源的性能。

另外，所述支撑体可以采用二氧化硅(SiO₂)。利用二氧化硅制作的支撑体耐高温，且热膨胀系数小，在高温下不会因膨胀变形失去支撑的作用。

另外，所述反射层可以采用铝(Al)、金(Au)或者银(Ag)。利用铝(Al)、金(Au)或者银(Ag)制作反射层，红外热反射率高，可以高效地将图形化电极产生的热量反射回去。

另外，所述图形化电极的材料可以为以下任意一种：铂金、镍铬合金、硅化钨(WSi)、氮化钛(TiN)或者多晶硅。优选地，利用氮化钛(TiN)制作图形化电极，熔点高，耐高温，且在高温下化学性质稳定，在工作于高温时不会产生化学变化，亦不会随着时间的推移而产生性能的退化。

另外，还可以包含隔离热绝缘层；所述隔离热绝缘层在所述衬底与所述反射层之间。在衬底与反射层之间增设隔离热绝缘层，可以进一步减小图形化电极产生的热量向衬底传递，提高红外光源的性能。

另外，还可以包含钝化吸收层；所述钝化吸收层淀积在每一个所述图形化电极上。将每一图形化电极上均淀积钝化吸收层，可以提高图形化电极的红外发射率，进而提高红外光源的性能。

另外，所述钝化吸收层的材料可以为以下任意一种：氮化硅、氧化硅、氮化钛、金黑或者铂黑。

另外，所述衬底的中间部分被挖空；其中，所述衬底的中间部分位于所述支撑体的下方。将支撑体下方对应的衬底部分挖空，可以散去传递到衬底中的图形化电极产生的热量，进一步提高了红外光源的性能。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的红外光源结构剖面示意图；