[发明专利]一种三维MEMS热电堆红外探测器结构

摘要

本发明公开了一种三维MEMS热电堆红外探测器结构，通过将热偶相互串联形成环绕隔热空腔的竖直中心呈辐射状分布的三维热电堆结构，串联的热偶对的两个热偶单元制作在上下不同的层次，使热偶的热结位于靠近吸热层的较上方位置，而将冷结埋设在位于较下方的导热材料中，热偶接收的热量可迅速传递到衬底中，使冷结不易受环境温度的影响，而处于隔热空腔绝热环境中的热结的热量也不易散失，可相对缩小吸热区的尺寸、延长热偶热端部分的长度，并通过设定适宜的热偶数量，综合提高了探测器的响应率和探测率，从而提高了热电堆探测器的温度分辨率和稳定性。

主权项

一种三维MEMS热电堆红外探测器结构，其特征在于，自下而上包括半导体衬底、第一导热层、第二导热层、绝缘保护层，并围成有隔热空腔，所述绝缘保护层包覆有吸热层，并具有中部连通所述隔热空腔的开口；若干热偶环绕所述隔热空腔的竖直中心呈辐射状分布并串联为一体构成热电堆，每个所述热偶包括上下设置的由第一热偶材料形成的第一热偶单元和由第二热偶材料形成的第二热偶单元，所述第二热偶单元通过其延伸部向上连接所述第一热偶单元，并在连接处形成所述热偶的热结，所述第一热偶单元通过其延伸部向下连接相邻所述热偶的所述第二热偶单元，并在连接处形成所述热偶的冷结；其中，各所述热偶包括所述第一热偶单元的所述延伸部在内的外侧部分位于所述第二导热层中，构成所述热电堆的冷端，包括所述第二热偶单元的所述延伸部在内的内侧部分悬设于所述隔热空腔内的所述衬底上方，构成所述热电堆的热端，所述吸热层位于所述热电堆的所述热端上方，并通过所述绝缘保护层与所述热电堆的所述热端相接触。