[发明专利]一种红外发射和探测集成芯片

说明书

本发明公开了一种红外发射和探测集成芯片，所述红外发射和探测集成芯片包括红外透明衬底、红外发射芯片、红外探测芯片和微光学单元；所述红外透明衬底的第一表面上设置有所述红外发射芯片和所述红外探测芯片，且两个所述红外探测芯片分别设置于所述红外发射芯片的两侧；所述红外透明衬底的第二表面上设置有所述微光学单元，且在垂直于所述红外透明衬底表面的方向上，每个所述红外探测芯片均有一个微光学单元与之位置对应。本发明方案减小了集成芯片中红外发射单元的寄生辐射对探测单元的干扰，且进一步缩减器件的功耗和体积。

技术领域

本发明涉及红外传感技术领域，特别是一种红外发射和探测集成芯片。

背景技术

传统主动红外传感应用如红外激光雷达、红外光测距和红外气体检测等领域使用的传感器，主要由分立的器件如红外发射源、红外探测器和滤光片等部件组成，导致传感器体积大、功耗高且价格昂贵。采用微纳加工技术将上述部件进行一定程度的集成有利于减小传感器件的体积和功耗，还可以减少器件成本，这逐渐成为器件发展的一种趋势。国内专利CN101949836A公开了一种将红外发射单元和红外探测单元集成在同一硅衬底上的集成器件，红外辐射的发射和探测单元均位于硅衬底的同一侧，发射和接收的红外辐射也位于这一侧。该器件在实际应用中由于探测单元和发射单元居于衬底同一侧且距离较近，探测单元除了接收来自器件外红外信号辐射，还有可能接收直接产生于红外发射单元的后向或侧向辐射，以及接收来自器件内壁或红外窗口的反射辐射。这些寄生辐射(非信号辐射)将产生干扰或寄生噪声，降低探测器的信噪比，从而降低红外传感器的性能。故需要提出一种新的红外发射和探测集成芯片以解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外发射和探测集成芯片，用于解决探测器和发射源之间的距离很近从而产生干扰或寄生噪声的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种红外发射和探测集成芯片，包括红外透明衬底、红外发射芯片、红外探测芯片和微光学单元；红外透明衬底包括相对应的第一表面和第二表面，红外探测芯片包括第一探测芯片和第二探测芯片，微光学单元包括第一微光学单元和第二微光学单元；第一表面上设置有红外发射芯片和红外探测芯片，且第一探测芯片和第二探测芯片分别设置于红外发射芯片的两侧；第二表面上设置有微光学单元，且在垂直于红外透明衬底表面的方向上，第一微光学单元与第一探测芯片位置对应，第二微光学单元与第二探测芯片位置对应。

其中，红外发射和探测集成芯片包括至少一个红外发射芯片、至少一个红外探测芯片和至少一个微光学单元，且在垂直于红外透明衬底表面的方向上每个红外探测芯片均有一个微光学单元与之位置对应。

其中，红外发射芯片中包括至少一个红外发射单元，红外探测芯片中包括至少一个红外探测单元。

其中，红外发射单元与第一表面之间设置有红外反射层，且红外探测单元于远离第一表面的一侧表面设置有红外反射层。

其中，红外反射层为具有阻挡红外辐射功能的高反射薄膜。

其中，微光学单元为具有窄谱滤波以及聚焦功能的衍射微透镜或超材料透镜。

其中，微光学单元的线度尺寸范围为100-1000μm。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种红外发射和探测集成芯片，显著减小集成芯片中红外发射单元的寄生辐射对探测单元的干扰；集成芯片结构更加紧凑，功耗和体积显著减少；可以实现在同一芯片上设置多个阵列探测单元并共用发射单元，以应用于对多个波长红外辐射的探测。

附图说明

图1是本发明中红外发射和探测集成芯片一实施方式的结构示意图；

图2是本发明中红外发射和探测集成芯片第一实施方式的内部结构的截面示意图；

图3是本发明中红外发射和探测集成芯片第二实施方式的内部结构的截面示意图。

具体实施方式