[实用新型]热电堆红外传感器

说明书

本实用新型提供一种热电堆红外传感器包括衬底及位于衬底顶部的依次串联的呈n边形排布的n个热电堆；各热电堆均包括多个间隔平行排布的第一热偶条及第二热偶条，各热偶条的第一端靠近n边形的中心，第二端靠近n边形的边缘；其中，第一热偶条与第二热偶条串联连接。本实用新型的热电堆红外传感器空间使用率高，可更好与CMOS兼容，大大降低了成本。

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，特别是涉及一种热电堆红外传感器。

背景技术

根据红外传感器的划分，红外传感器被分为热型和光子型两种。热型相对其他红外传感器相比，其成本低、操作简单、无需制冷、对各种波长的红外辐射均有反应。热型传感器又被分为热电堆型、热释电型和热敏电阻型红外探测器。其中，热电堆型的优点在于无需加偏置电压；输出信号受外界影响小；读出电路简单。热电堆红外传感器从结构分析主要分为三种：封闭膜、悬臂梁、悬浮结构。大部分关于热电堆红外探测器的研究都集中在前两种，那是因为悬浮结构的稳定性太差，制作复杂。迄今为止，有很多的双层四端梁与单层的四端梁的热电堆结构，双层的热电堆结构的热电偶上下叠放，且为塞贝克系数分别为大于0与小于0的不同材料，其形状为面积大小相等的矩形，双层结构的空间利用率低，但是其输出电压较大，单层结构的空间利用率较高，但是其输出电压较小，也有一种内圆外方的热电堆结构，因此热偶条是梯形的，温度梯度大，且占空比较大，但是这种热电堆结构的热区的面积较小，冷区的面积较大，输出的电压较小。

因此，如何解决现有热电堆结构的红外传感器热区面积小，冷区面积大、输出电压较小已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种热电堆红外传感器，用于解决现有技术中热电堆结构的红外传感器热区面积小，冷区面积大、输出电压较小的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种热电堆红外传感器包括：

衬底及位于所述衬底顶部的依次串联的呈n边形排布的n个热电堆，n为大于4的自然数；

各热电堆均包括多个间隔平行排布的第一热偶条及第二热偶条，各热偶条的第一端靠近所述n边形的中心，第二端靠近所述n边形的边缘；其中，所述第一热偶条与所述第二热偶条串联连接。

可选地，各热偶条均包括依次设置于所述衬底上的支撑膜层、第二多晶硅层、第一氧化硅隔离层、第一多晶硅层、第二氧化硅隔离层、硅化铝层及钝化层；其中，所述第一多晶硅层为N型多晶硅层，所述第二多晶硅层为P型多晶硅层；或者所述第一多晶硅层为P型多晶硅层，所述第二多晶硅层为N型多晶硅层。

可选地，所述第一热偶条的第二端呈直线型，所述第二热偶条的第二端呈L型；其中，呈L型的第二端半包围呈直线型的第二端。

更可选地，各热偶条第一端的第一多晶硅层与第二多晶硅层连接；所述第一热偶条第二端的第二多晶硅层与相邻一侧的第二热偶条第二端的第一多晶硅层通过第一导线连接，所述第一热偶条第二端的第一多晶硅层与相邻另一侧的第二热偶条第二端的第二多晶硅层通过第二导线连接。

更可选地，所述第一导线呈C型；所述第二导线呈L型。

可选地，n为6。

可选地，n个热电堆串联结构的输入端和输出端分别设置有一个接线柱。

可选地，所述衬底的底部设置有一空腔。

可选地，各热电堆中至少两条热偶条的第一端设置有接触区，接触区的面积从各热电堆的中心到两侧依次递减。

可选地，具有接触区的热偶条与n边形中心的距离从各热电堆的中心到两侧依次递减。

如上所述，本实用新型的热电堆红外传感器，具有以下有益效果：