[发明专利]红外传感器及其形成方法

说明书

本发明涉及一种红外传感器及其形成方法，所述红外传感器包括：基底，所述基底上形成有红外传感像元；辐射衰减结构，位于所述红外传感像元上方，所述辐射衰减结构对探测波段的透过率与温度呈负相关。所述红外传感器对高温辐射的耐受能力以及对高温目标的检测能力提高。

技术领域

本发明涉及红外传感器领域，尤其涉及一种红外传感器及其形成方法。

背景技术

红外阵列传感器是工业、物联网、安防、家居生活等应用中的重要传感器之一，可以广泛地应用于工业检测、家庭安防、智能家居、节能控制、医疗看护、流量计数、气体检测、火灾监控、消费电子等具有巨大市场需求和发展潜力的诸多领域。

常用的红外阵列传感器一般为非制冷型，也称为室温红外传感器。非制冷型红外传感器可在室温条件下工作而无需制冷，因此具有体积小、功耗低、价格便宜、更易于便携等优点。非制冷红外传感器一般是热传感器，即通过探测红外辐射的热效应来工作。常用的红外热传感器包括热电堆、热释电、以及微测辐射热计。

其中，采用微桥结构的微测辐射热计(Microbolometer)日渐成为阵列式红外传感器绝对主流的技术。微测辐射热计通过检测红外辐射热效应引起的热敏电阻的阻值变化而探测相应的辐射强度。其特点在于采用表面微加工工艺制作出悬空于CMOS读出电路(ROIC)衬底之上的，以细长悬臂梁支撑的类似于桥的微结构，在业界通称为微桥结构，每个微桥结构形成一个像元。对于非制冷红外探测器微桥结构的性能要求，首先要具有良好的热绝缘性能，以利于把吸收的红外辐射最大化地转化为温度变化；其次，要求具有较低的热质量，以保证在高绝热下仍能维持足够小的热时间常数，以满足一定的成像频率；第三，要求具有较高的红外吸收率。

同时，为了使像元吸收的红外辐射能量最大化地转化为像元的温度变化，微测辐射热计需要采用真空封装。传统的真空封装采用带有排气尾管的金属外壳形式，完成贴片、引线键合、封帽等封装工序后，通过排气尾管将封装外壳内部抽成真空后密封，以达到真空封装的效果。为了进一步缩小封装体积、提高封装效率，业界陆续开发了可批量排气的陶瓷真空封装，以及晶圆级真空封装技术。

上述绝热微桥设计以及真空封装技术，都极大地提高了入射辐射与像元温度变化之间的转化效率，显著改善了传感器的灵敏度。但反过来，也降低了像元对较高能量的入射辐射的承受能力。例如，在受到太阳、钢水、激光等高温或高能物体辐射后，被辐射到的传感器微桥像元温度会显著升高，像元会被这些高温辐射“灼伤”，表现为在图像上产生残存的亮线或亮斑，这些亮线或亮斑无法通过图像处理的方法校正，严重的情况下会在图像上残存几个月，甚至导致传感器的永久性损伤失效。

如何提高红外传感器对高温辐射的耐受能力以及对高温目标的检测能力，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种红外传感器及其形成方法，提高红外传感器对高温辐射的耐受能力以及对高温目标的检测能力。

为了解决上述问题，本发明提供了一种红外传感器，包括：基底，所述基底上形成有红外传感像元；辐射衰减结构，位于所述红外传感像元上方，所述辐射衰减结构对探测波段的透过率与温度呈负相关。

可选的，所述辐射衰减结构包括至少一层调节膜层，所述调节膜层对探测波段的透过率与温度呈负相关。

可选的，所述调节膜层对探测波段的折射系数与温度相关。

可选的，所述调节膜层材料包括氧化钒或硅中的至少一种。

可选的，所述辐射衰减结构还包括辅助层，与所述调节膜层堆叠设置，所述辅助层与所述调节层结合后对探测波段的总体透过率与温度呈负相关。

可选的，还包括一支撑结构，与所述辐射衰减结构连接，所述辐射衰减结构由所述支撑结构支撑而悬空于所述红外传感像元上方。