[发明专利]一种红外热电堆传感器及其制造方法

说明书

本发明公开一种红外热电堆传感器及其制造方法，涉及微电子机械系统技术领域，以解决现有吸收层面积较小、传感器的响应率较低的问题。所述红外热电堆传感器包括基底、支撑层、热电堆层和吸收层，基底包括外环体和内支撑体，外环体和内支撑体之间形成有空腔；支撑层设置于基底上方，支撑层上设置有贯穿孔；热电堆层设置于支撑层上方，热电堆层包括多个串联设置的热电臂，热电臂具有冷端和热端，热电臂的冷端和热端之间存在弯折段；吸收层设置于热电堆层上方，吸收层与热电臂的热端相连，吸收层用于接收外部能量并将能量传递至热电臂的热端。所述红外热电堆传感器的制造方法包括上述技术方案所提的红外热电堆传感器。

技术领域

本发明涉及微电子机械系统技术领域，尤其涉及一种红外热电堆传感器及其制造方法。

背景技术

近些年来，MEMS红外热电堆传感器以其灵敏度高、测温范围广以及体积小等优点得到快速普及，产品涉及消费电子、家居医疗、工业生产等众多领域。大量的需求既是机遇，亦对产品性能提出更高的要求，因此响应率高、体积小的热电堆传感器应运而生。

通常，热电堆传感装置主要由核心部件热电堆和吸收层构成，在热电堆结构不变的情况下，吸收层的面积大小直接与器件的响应率成正比。目前常用的红外热电堆传感器包括基底、吸收层和若干根热电偶，热电偶的热端和吸收层相连，冷端和基底相连，利用温差电效应(Seebeck效应)可以实现温度的检测。但是，现有的红外热电堆传感器的吸收层面积较小，传感器的响应率较低，当增大吸收层面积时，红外热电堆传感器的整体体积较大，不满足设计要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外热电堆传感器及其制造方法，以增大红外热电堆传感器的吸收层面积，提高红外热电堆传感器的响应率。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种红外热电堆传感器，包括：

基底，基底包括外环体和内支撑体，内支撑体位于外环体内侧，且外环体和内支撑体之间形成有空腔；

支撑层，设置于基底上方，支撑层上设置有贯穿孔；

热电堆层，设置于支撑层上方，热电堆层包括多个串联设置的热电臂，热电臂具有冷端和热端，热电臂的冷端和热端之间存在弯折段；

吸收层，设置于热电堆层上方，吸收层与热电臂的热端相连，吸收层用于接收外部能量并将能量传递至热电臂的热端；

其中，热电堆层包括第一排布结构和第二排布结构，当采用第一排布结构时，热电臂的冷端穿过贯穿孔与内支撑体相连；当采用第二排布结构时，热电臂的冷端与基底相连。

采用上述技术方案的情况下，通过支撑层对热电堆层进行支撑，能够使热电堆层成型更加方便；热电臂的冷端与基底相连，热端与吸收层相连，使得吸收层接收的能量能够传递至热电臂的热端，并经过热电臂传递至热电臂的冷端；热电臂的冷端和热端之间存在弯折段时，可以在保证热电臂自身长度不变的条件下，通过弯折热电臂的方式减小热电臂整体占用的长度空间，提高热电堆的紧凑性，进而能够减小吸收层和基底之间的距离，使得在传感器整体尺寸不变或变化较小的条件下，能够增大吸收层的面积，提高传感器的响应率；或者在吸收层的面积不变或变化较小的条件下，能够减小传感器的整体尺寸，使得传感器能够进一步满足微结构的要求。