[发明专利]一种MEMS热电堆红外探测器在审
申请号: | 202010672910.X | 申请日: | 2020-07-13 |
公开(公告)号: | CN111896121A | 公开(公告)日: | 2020-11-06 |
发明(设计)人: | 张琛琛;毛海央;陈大鹏 | 申请(专利权)人: | 无锡物联网创新中心有限公司 |
主分类号: | G01J5/12 | 分类号: | G01J5/12 |
代理公司: | 北京三聚阳光知识产权代理有限公司 11250 | 代理人: | 解立艳 |
地址: | 214135 江苏省无锡市新吴区菱*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 mems 热电 红外探测器 | ||
1.一种MEMS热电堆红外探测器,包括衬底(1)及设置于其表面的支撑层(2),其特征在于,还包括,
热电偶组件(3),设置于所述支撑层背离所述衬底的表面;
红外吸收层(4),设置于所述支撑层背离所述衬底的表面,且位于所述热电偶组件(3)的内侧位置,所述红外吸收层为纳米纤维森林复合结构,所述纳米纤维森林复合结构包括若干垂直于所述支撑层的纳米纤维(42),及包覆于所述纳米纤维上方的红外吸收单元(41),所述红外吸收单元(41)与所述热电偶组件(3)接触以实现两者热连通;
背腔,贯穿所述衬底(1)并与所述支撑层相连接。
2.根据权利要求1所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,所述热电偶组件(3)包括层叠设置的第一热电偶条(31)、电绝缘薄膜(33)及第二热电偶条(32),其中,所述第一热电偶条(31)与所述第二热电偶条(32)远离所述红外吸收层(4)的一端形成热连通以构成所述热电偶组件的热端,且所述第一热电偶条(31)设置于所述支撑层(2)背离所述衬底(1)的表面;
还包括:
侧壁绝缘层(5),设置在所述热电偶组件(3)与所述纳米纤维(42)之间,所述纳米纤维(42)通过所述侧壁绝缘层(5)延伸至所述热电偶组件的热端上。
3.根据权利要求2所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,所述第二热电偶条(32)及所述电绝缘薄膜(33)中贯穿设置有金属层(8),所述金属层一端与所述纳米纤维(42)相接触,另一端与所述第一热电偶条(31)相接触。
4.根据权利要求3所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,还包括保护层(7),设置于所述第二热电偶条(32)上方,所述金属层(8)的一端贯穿所述第二热电偶条(32)及所述保护层(7),并与所述第一热电偶条(31)相接触。
5.根据权利要求2所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,所述电绝缘薄膜(33)与所述侧壁绝缘层(5)之间设置有缝隙,所述第二热电偶条(32)填充于所述缝隙中并与所述第一热电偶条(31)相接触,所述第二热电偶条(32)远离所述第一热电偶条(31)的一端与所述纳米纤维(42)相接触。
6.根据权利要求5所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,还包括设置于所述第二热电偶条(32)上方的保护层(7),所述保护层(7)与所述纳米纤维(42)相接。
7.根据权利要求1-6任一所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,
所述纳米纤维(42)的长度为2.6-2.8μm,直径为250-350nm,相邻所述纳米纤维的距离为90-110nm;
所述红外吸收单元(41)的厚度为0.2-1.0nm。
8.根据权利要求7所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,所述纳米纤维的材料为聚酰亚胺光刻胶,所述红外吸收单元的材料为氮化硅。
9.根据权利要求2-6任一所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,
所述第一热电偶条的材质为N型多晶硅;
所述第二热电偶条的材质为P型多晶硅或铝;
所述电绝缘薄膜的材质为二氧化硅。
10.根据权利要求1-6任一项所述的MEMS热电堆红外探测器,其特征在于,还包括分别设置于所述热电偶组件两端且与所述热电偶组件串联的热电堆电极,以输出热电堆电压。
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