[发明专利]一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵

说明书

本发明属于红外动态场景仿真领域，具体提供一种红外微桥结构电阻矩阵及其制备方法，本发明在mini‑LED工艺及倒装mini‑LED工艺的基础上，使用微桥结构电阻、IC驱动和载体制备微桥结构电阻矩阵，实现了大规模微桥结构电阻阵列，其规模不少于640×640，且制备工艺简单、制备成本低；有效解决了现有红外景象生成器不能制成大面积、占空比低和造价昂贵等问题。

技术领域

本发明属于红外动态场景仿真领域，涉及一种电阻阵列红外景像产生器，特别是一种微桥结构的电阻阵列，具体为一种红外微桥结构电阻矩阵。

背景技术

随着科技的发展，在国防和民用领域红外系统的应用日益广泛；作为一种典型的测试系统，动态红外景物模拟系统可对红外热像仪、导弹寻的器及各种红外探测系统的动态性能进行测试与评估。因此，红外仿真技术是降低武器系统研制成本、缩短研制周期，提高效费比的关键。

动态红外景物模拟系统的核心器件是红外景像产生器，也就是通常所说的红外目标模拟器；红外景像产生器能产生动态红外景物，用来模拟真实物体及其环境的红外辐射特性。红外景像产生方法有多种，主要技术有数字微镜器件(DMD)、光纤面阵和电阻阵列；其中，发展最快且最有潜力的是电阻阵列，电阻阵列的工作原理相对来说比较简单：电流流过电阻阵列单元产生热量，发射红外辐射，通过控制电流，可以控制电阻阵列单元的温度；通过驱动电路同时驱动不同电阻阵列单元，可以产生动态的红外图像。依据普朗克定理，辐射的能量大小由电阻的温度、占空因子和辐射率决定。电阻阵列具有其他红外景像产生技术所不具有的特点，如低功耗、大温度范围、高分辨率、高占空比等，适合于各种红外目标的模拟。

电阻阵列的单元结构有三种：硅桥电阻，薄膜电阻和微桥电阻，但前两种阵列在占空因子和温度范围等方面的发展存在局限性。微桥电阻通过电阻加热绝热微桥，相比其他两种结构具有宽光谱、大动态范围、高分辨率、高帧频，无闪烁等优点。因此，很大程度上，微桥结构的电阻阵列及其驱动方式决定了红外动态场景产生器领域的实用价值和发展前景。

目前，常见的电阻阵列为CMOS微桥结构电阻阵列：即是采用微桥工艺和微机电系统(MEMS)的工艺方法制备的电阻阵列；其有两种制备方法：单片集成式和混成式，其中，单片集成式：一般采用牺牲层技术在CMOS读出电路上直接制备微桥阵列，释放牺牲层后，获得微桥结构，但是，上述工艺还面临着如何保护微桥结构的问题；混成式：在一个衬底上制备出CMOS控制电路，同时在另一个衬底上先涂一层牺牲层，在其上制备微桥阵列，接着将读出电路和微桥阵列的衬底倒转互连，最后释放牺牲层，获得微桥阵列。上述两种微桥结构电阻阵列均采用CMOS工艺和微机电系统(MEMS)工艺制备，微桥阵列成品率低，且不能做成大面积的电阻阵列。如专利号为200810038328.7的专利文献中，提出一种通过去除牺牲层来进行薄膜转移的工艺方法，是一种制备CMOS工艺的电阻阵列的可行方法；但是在使用湿法腐蚀时面临着微桥结构与衬底粘连等情况。

基于此，本发明提出一种动态红外景像产生器的新制备工艺，特别是一种微桥结构的电阻矩阵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，用以解决现有红外景象生成器不能制成大面积、占空比低和造价昂贵等问题。本发明在mini-LED工艺的基础上，使用微桥电阻、IC驱动和载体制作得高占空比的微桥电阻矩阵，且其制备工艺简便、制备成本低廉，能够制备大规模电阻矩阵。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，包括：载体1-1、IC驱动1-4及若干个微桥电阻矩阵单元；所述IC驱动1-4设置在载体1-1下表面；所述若干个微桥电阻矩阵单元呈矩阵排布于载体1-1上表面，每个微桥电阻矩阵单元通过金属引出线1-2悬空固定于载体1-1上表面；所述微桥电阻矩阵单元由从下往上依次层叠的介电薄膜1-5、电阻薄膜1-3与金属电极1-6构成，所述金属电极1-6通过金属引出线1-2与载体1-1保持电气导通。