[发明专利]热电堆传感器的制作方法

说明书

本发明提供一种热电堆传感器的制作方法,通过在具有热电堆结构的热电堆结构板上依次形成第一互连层和支撑材料层，且第一互连层中形成有第一导电互连结构，所述支撑材料层中形成有用于制作第一空腔的图形化牺牲结构，由此在将基板和支撑材料层键合后，可以通过释放孔工艺将图形化牺牲结构去除来形成第一空腔，并将第一互连层置于热电堆结构板下方，进而既能简化工艺，降低成本，又可以避免第一互连层对热辐射的直接吸收。

技术领域

本发明涉及传感器制造技术领域，尤其涉及一种热电堆传感器的制作方法。

背景技术

热电堆(thermal-pile)是一种能将温差和电能相互转化的元件，其由两个或多个热电偶串接组成，各热电偶输出的热电势是互相叠加的，当热电堆的两边出现温差时，会产生电流。热电堆传感器可配置各种透镜和滤波器，从而实现在温度测量(额温枪、耳温枪、食品温度检测等)、气体成份的定性/定量分析、智能家电、灯具开关、医疗设备等多种应用场景中的应用。

目前的热电堆传感器的制作方法，工艺复杂，制造成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电堆传感器的制作方法，能够简化工艺，并降低成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种热电堆传感器的制作方法，包括：

提供热电堆结构板，所述热电堆结构板具有热辐射感应区，所述热辐射感应区中形成有热电堆结构；

形成第一互连层于所述热电堆结构板上，所述第一互连层中至少形成有第一导电互连结构，所述第一导电互连结构电性连接所述热电堆结构；

在所述第一互连层上形成支撑材料层以及位于所述支撑材料层中的图形化牺牲结构；

提供基板，将所述基板与所述支撑材料层键合；

形成至少一个释放孔，所述释放孔贯穿所述热电堆结构板和所述第一互连层并暴露出所述图形化牺牲结构；

通过所述释放孔去除所述图形化牺牲结构，以形成第一空腔。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果之一：

1、通过在具有热电堆结构的热电堆结构板上依次形成第一互连层和支撑材料层，且第一互连层中形成有第一导电互连结构，所述支撑材料层中形成有用于制作第一空腔的图形化牺牲结构，由此在将基板和支撑材料层键合后，可以通过释放孔将图形化牺牲结构去除来形成第一空腔，并将第一互连层置于热电堆结构板下方，进而既能简化工艺，降低成本，又可以避免第一互连层对热辐射的直接吸收。

2、由于基板直接键合在热电堆结构板的下方，因此，能够在不增加面积的条件下，实现CMOS读出电路的垂直系统集成，有利于缩短传感信号到读出电路的互连长度、信号损失和噪声，且有利于热电堆传感器的微型化；此外，还有利于进一步延展到制作主动热成像传感器阵列与CMOS读出像素阵列及外围电路的3D系统集成。

3、在将基板和支撑材料层之前，还在支撑材料层或基板上制作出热辐射反射板，进而在将基板和支撑材料层键合后并形成第一空腔后，能够使得辐射反射板位于第一空腔底部，由此，既可以从热电堆结构板背向基板的一侧接收热辐射，避免基板和第一互连层中的一些结构(例如金属线等)对热辐射的直接吸收，又可以通过第一空腔进行热绝缘，防止热电堆结构接收的热量向第一空腔下方的基板中传导，还可以通过热辐射反射板将穿透热电堆结构板的残余辐射反射回热电堆结构板，从而能提高热电堆传感器的测量精度。

4、将热辐射反射板的上表面与所述热电堆结构板中的热电堆结构之间的垂直距离限定到约为辐射的波长的1/4的奇数倍，由此能够实现热辐射反射板对穿透热电堆结构板的残余辐射的最大反射能力。