[发明专利]一种红外热电堆传感器、芯片及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种红外热电堆传感器、芯片及其制备方法，红外热电堆传感器包括第一区域以及围绕第一区域的第二区域，第一区域设置有悬空膜；位于悬空膜一侧且位于第一区域的多个加热电阻，位于悬空膜一侧且部分位于第一区域的多个热电堆结构；加热电阻上传输有加热电压信号，加热电阻用于在加热电压信号作用下发热；热电堆结构包括热端和冷端，热端位于第一区域，冷端位于第二区域，加热电阻的发热温度大于冷端温度。通过设置多个加热电阻，加热电阻的发热温度远大于相对于外部环境温度确定的冷端温度，以实现红外热电堆传感器在受到外部环境温度冲击时，红外热电堆传感器的探测依旧保持稳定，探测结果准确。

技术领域

本发明实施例涉及红外热电堆传感器技术，尤其涉及一种红外热电堆传感器、芯片及其制备方法。

背景技术

红外热电堆传感器是一种利用塞贝克效应，将红外辐射能量转换为电信号输出的传感器。利用MEMS和CMOS工艺相结合，可以将红外热电堆传感器制造成一定规模的红外阵列传感器芯片，将一定区域内的所有被测物体探测以二维平面的方式，展现出各自的温度分布状态，广泛应用于各类智能家居产品中。

通常MEMS红外热电堆传感器芯片结构由P型热电偶组成和N型热电偶组成，P型热电偶和N型热电偶接触的一端置于红外热电堆传感器芯片的中心悬空薄膜上，用于感应吸收到的红外辐射，作为传感器的热端。另外一端置于红外热电堆传感器芯片的外围，作为传感器的冷端。红外热电堆传感器通过冷热两端的温度差相对值，利用塞贝克效应实现传感器的信号输出。由于感应的是温度的相对值，所以通常需要外置一个外部参考温度源来确定冷端的温度。此外，如果传感器受到外部的温度热冲击，比如室外强风、室内空调热对流，使冷端的温度容易受到干扰，导致传感器温度不稳，从而影响红外热电堆传感器的真实探测准确度。

发明内容

本发明实施例提供一种红外热电堆传感器、芯片及其制备方法，以实现红外热电堆传感器在受到外部环境温度冲击时，红外热电堆传感器的探测依旧保持稳定，探测结果准确。

第一方面，本发明实施例提供了一种红外热电堆传感器，包括:

第一区域以及围绕所述第一区域的第二区域，所述第一区域设置有悬空膜；

位于所述悬空膜一侧且位于所述第一区域的多个加热电阻，位于所述悬空膜一侧且部分位于所述第一区域的多个热电堆结构；

所述加热电阻上传输有加热电压信号，所述加热电阻用于在所述加热电压信号作用下发热；

所述热电堆结构包括热端和冷端，所述热端位于所述第一区域，所述冷端位于所述第二区域，所述加热电阻的发热温度大于所述冷端温度。

可选的，任意两个所述加热电阻并联设置。

可选的，多个所述加热电阻均匀设置于所述第一区域。

可选的，所述加热电阻的发热温度为T₁，所述冷端温度为T₂，其中，T₁-T₂≥20℃。

可选的，所述加热电阻包括正极接触孔和负极接触孔；

所述红外热电堆传感器还包括正极连接线和负极连接线，所述正极连接线分别与所述正极接触孔和正极端口连接，所述负极连接线分别与所述负极接触孔和负极端口连接。

可选的，所述热电堆结构包括叠层设置的P型热电堆和N型热电堆，所述P型热电堆设置于所述N型热电堆远离所述悬空膜的一侧；

所述加热电阻和所述N型热电堆同层设置。

可选的，所述热电堆结构包括叠层设置的P型热电堆和N型热电堆，所述P型热电堆设置于所述N型热电堆远离所述悬空膜的一侧；

所述热电堆传感器还包括热端连接线和冷端连接线；