[发明专利]一种加强型结构的MEMS图像传感器像元

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感器技术领域，特别涉及一种加强型结构的MEMS图像传感器像元。

背景技术

非制冷的红外热成像传感器和THz成像传感器具备不可替代的应用功能，市场前景较好，且具有价格低、体积小、功耗低、可靠高、操作方便等优点。随着微电子和微机械加工MEMS技术的逐步发展，非制冷红外热成像传感器和THz成像传感器的这些优势被进一步强化，成为高科技技术领域发展的热点之一。

参见图1和图2，是典型的红外热成像传感器10的像元结构，包括微桥11、桥墩12和衬底13，所述微桥11包括桥面111和桥臂112，所述桥面111通过桥臂112连接至桥墩12上，所述微桥11通过桥墩12固定在衬底13上，并通过桥墩12中的引线将桥面111上产生的电信号传递至衬底13上的读出电路，从而检测出电流或电阻的变化，最终实现对红外辐射的探测，进而成像。在上述现有技术中，所述桥臂112为平面直角形状，桥墩12则为空心圆柱体形状，这种造型结构会导致红外图像传感器像元耐冲击能力较弱，仅能够承受100g的力学冲击，无法应用到需要高冲击耐受力的专业领域。

发明内容

为了解决上述问题，本发明从结构出发，提供一种加强型图像传感器像元，能够有效提高像元耐冲击性能。

本发明采用的技术方案为：一种加强型结构的MEMS图像传感器像元，包括微桥、桥墩和衬底，所述微桥包括桥面和桥臂，所述桥面通过桥臂和桥墩固定在衬底上，并通过桥墩将桥面上产生的电信号传递至衬底上的读出电路，所述桥臂的横截面为T型加强结构。

优选地，所述桥臂由金属或金属合金和外保护层组成。

优选地，所述金属合金为钛合金，所述外保护层为氮化硅。

优选地，所述桥墩为多边形的空心柱体形状，所述桥臂是向桥面方向弯曲的形状。

优选地，所述多边形为五边形，所述桥臂为抛物线形。

优选地，所述多边形为六边形，所述桥臂为抛物线形。

优选地，所述多边形为七边形，所述桥臂为抛物线形。

优选地，所述图像传感器为红外热成像传感器。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

1）将像元桥臂的横截面设计为T型加强结构，桥臂的结构改进能够显著提高像元的抗冲击能力；

2）采用钛合金并外加氮化硅保护层作为桥臂的制作材料，能够进一步增强像元抗冲击性能；

3）采用多边形空心柱体形状的桥墩，同时将桥臂设计为朝桥面方向弯曲的形状，桥墩与桥臂的加固型设计结合起来即形成像元的缓震结构，可以将像元抗冲击能力提高到15kg，适用于需要高冲击耐受力的专业领域。

附图说明

图1是现有技术中像元俯视结构示意图；

图2是图1中沿A-A方向剖视结构示意图；

图3是本发明像元俯视结构示意图1；

图4是图3中沿A-A方向剖视结构示意图；

图5是本发明像元俯视结构示意图2；

图6是本发明像元俯视结构示意图3；

图7是本发明像元俯视结构示意图4。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

参见图1和图2，分别为现有技术中像元10的俯视结构示意图和剖视结构示意图，从图中可以看出，所述像元包括微桥11和衬底13，所述微桥11包括桥面111和桥臂112，所述桥面111通过桥臂112连接至桥墩12上，所述微桥11通过桥墩12固定在衬底13上，并通过桥墩12将桥面111上产生的电信号传递至衬底13上的读出电路，从而检测出电流或电阻的变化，最终实现对红外辐射的探测，进而成像。在上述现有技术中，所述桥臂112为平面直角形状，桥墩12则为空心圆柱体形状，这种造型结构会导致红外图像传感器像元耐冲击能力较弱，仅能够承受100g的力学冲击，无法应用到需要高冲击耐受力的专业领域。

参见图3和图4，为了增强像元抗冲击性能，本发明提供一种加强型结构的MEMS图像传感器像元20，包括微桥21、桥墩22和衬底23，所述微桥21包括桥面211和桥臂212，所述桥面211通过桥臂212和桥墩23固定在衬底上，并通过桥墩23将桥面211上产生的电信号传递至衬底上的读出电路，本发明的关键在于：所述桥臂的横截面为T型加强结构， T型加强结构能够显著提高像元的抗冲击能力，适用于需要高冲击耐受力的专业领域。