[发明专利]红外传感器及其制备方法

说明书

本申请提供了一种红外传感器及其制备方法。所述红外传感器包括：基底以及微桥结构；所述基底两端分别设置有读出电路；所述微桥结构包括桥面及两个桥墩，两个所述桥墩分别设置于所述基底的两端并与相应的读出电路电连接，所述桥面通过两个所述桥墩悬置于所述基底的上方，且所述桥面靠近所述基底的一侧设置有微凸起结构以限制所述微桥结构形变的行程范围，以增强所述红外传感器的抗冲击能力。上述技术方案，通过在所述桥面靠近所述基底的一侧设置微凸起结构，当微桥结构受到冲击而使所述桥面产生向下的形变时，微凸起结构首先与所述基底接触以起到支撑作用，从而限制所述微桥结构形变的行程范围，以增强所述红外传感器的抗冲击能力。

技术领域

本申请涉及微光机电技术领域，尤其涉及一种红外传感器及其制备方法。

背景技术

红外焦平面阵列传感器是工业、物联网、安防、家居生活等应用中的重要传感器之一，可以广泛地应用于工业检测、家庭安防、智能家居、节能控制、医疗看护、流量计数、气体检测、火灾监控、消费电子等具有巨大市场需求和发展潜力的诸多领域。

工业及民用领域常用的红外焦平面阵列传感器一般为非制冷型，也称为室温红外传感器。非制冷型红外传感器可在室温条件下工作而无需制冷，因此具有体积小、功耗低、价格便宜、更易于便携等优点。非制冷红外传感器一般是热传感器，即通过探测红外辐射的热效应来工作。常用的红外热传感器包括热电堆传感器、热释电传感器、以及微测辐射热计焦平面传感器等。

其中，采用微桥像元结构的微测辐射热计(Microbolometer)日渐成为绝对主流的非制冷红外焦平面技术。微测辐射热计通过检测红外辐射热效应引起的热敏电阻的阻值变化而探测相应的辐射强度。为了提高灵敏度，对于非制冷微测辐射热计像元要求具有良好的热绝缘性能，以利于把吸收的红外辐射最大化地转化为温度变化。因此微测辐射热计的像元普遍采用以细长悬臂梁支撑的类似于桥的微结构，通过表面微加工工艺制作，悬空于CMOS读出电路(ROIC)衬底之上，业界俗称的微桥结构。

上述绝热微桥设计极大地提高了入射辐射与像元温度变化之间的转化效率，显著改善了传感器的灵敏度。但是通过细长悬臂梁支撑的像元微桥结构的耐机械冲击能力也较差，当使用过程受到外界较强的振动、冲击时，微桥悬臂梁容易产生形变、扭曲、断裂等失效，从而产生盲元，导致红外图像产生死点。限制了非制冷微测辐射热计在强冲击场景的应用。

因此，如何在强冲击的应用场景有效地保护传感器微桥像元，以有效地提高红外传感器的性能并拓展其应用范围是亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种红外传感器及其制备方法，能够在强冲击的应用场景有效地保护传感器微桥像元，以有效地提高红外传感器的性能并拓展其应用范围。

为了解决上述问题，本申请提供了一种红外传感器，包括：基底，所述基底两端分别设置有读出电路；以及微桥结构，所述微桥结构包括桥面及两个桥墩，两个所述桥墩分别设置于所述基底的两端并与相应的读出电路电连接，所述桥面通过两个所述桥墩悬置于所述基底的上方，且所述桥面靠近所述基底的一侧设置有微凸起结构以限制所述微桥结构形变的行程范围，以增强所述红外传感器的抗冲击能力。

在一些实施例中，所述微凸起结构在所述基底上的正投影为矩形、菱形、圆形、椭圆形、十字形中的一种或多种。

在一些实施例中，所述微桥结构还包括：反射层，设置于所述基底的表面并与所述微凸起结构相对设置，所述微凸起结构靠近所述基底的端部与所述反射层之间具有间隙；当所述红外传感器受到冲击时，所述桥面向所述基底方向产生形变，所述微凸起结构与所述反射层接触，以对所述微桥结构进行支撑；当所述红外传感器受到的冲击停止或减小时，所述微凸起结构与所述反射层脱离接触，所述微桥结构恢复热灵敏度。

在一些实施例中，所述微桥结构还包括：微悬臂梁，连接于所述桥面与所述桥墩之间，用于隔绝所述桥面与所述桥墩间的热传导并支撑所述桥面悬置于所述基底的上方。