[发明专利]一种用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机

权利要求书

1.一种用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机，其特征在于：包括外层封装层结构和内层制冷机结构，所述内层制冷机结构设置在外层封装层结构内部；

所述外层封装层结构包括位于最外侧的真空封装壳、沉积在真空封装壳内层的防辐射层、位于底部的散热层，真空封装壳顶部设置有红外敏感窗口；

所述内层制冷机结构粘贴在外层封装层结构的底部散热层上，包括上层结构、中层结构、下层结构，上层结构包括若干电极、支撑膜、支撑结构、环形悬臂梁、第一绝缘层、若干红外探测器引线、红外探测器，所述支撑结构作为上层结构的底部，支撑结构上设置有支撑膜，环形悬臂梁镶嵌在支撑膜上，环形悬臂梁通过支撑膜将红外传感器支撑起来，所述红外探测器位于支撑膜上方的中间位置，所述第一绝缘层沉积在支撑膜、悬臂梁上方，电极溅射在第一绝缘层上，所述红外探测器引线用于连接红外探测器和电极；

所述中层结构，包括基座、第二绝缘层、第三绝缘层、第一隔热层、第二隔热层、防辐射层、薄膜Pt温度传感器，所述基座键合在支撑结构下方，所述第二绝缘层沉积在基座下方，所述第一隔热层沉积在绝缘层下方，且与外层封装层结构相连接；所述第三绝缘层沉积在基座上方，所述第二隔热层沉积在第三绝缘层上方，所述防辐射层沉积在第二隔热层上方，所述薄膜Pt温度传感器溅射在第二隔热层上方；

所述下层结构镶嵌在基座下方，包括纳米薄膜热电层、第四绝缘层，所述纳米薄膜热电层粘贴在外层封装层结构的底部散热层上，所述第四绝缘层位于纳米薄膜热电层与基座之间。

2.根据权利要求1所述的用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机，其特征在于：电极数量为四个，包括第一电极、第二电极、第三电极、第四电极，四个电极分别位于支撑结构的四个转角之上；悬臂梁包括四根折梁，所述四根折梁将红外探测器通过底部的支撑膜支撑起来；红外探测器引线为四根，每根悬臂梁上方设置有一根引线，每根引线分别沿着各自下方的悬臂梁方向延伸，引线一端与红外探测器相连接，另一端与电极相连接。

3.根据权利要求1所述的用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机，其特征在于：所述薄膜Pt温度传感器呈蛇形，位于红外探测器一侧。

4.根据权利要求1所述的用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机，其特征在于：所述基座底面具有凹部，所述凹部呈四棱台形，所述下层结构镶嵌在凹部内。

5.根据权利要求1所述的用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机，其特征在于：所述纳米薄膜热电层呈蛇形。

6.根据权利要求5所述的用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机，其特征在于：所述纳米薄膜热电层由多个制冷单元串联构成，每个制冷单元包括一个P型半导体元件、冷端、一个N型半导体元件、热端，P型半导体元件在纳米薄膜热电层的左边，导电机构是空穴，与自由电子的区别是电荷数相等而符号相反；冷端作为上面的连接横梁，吸热并且使温度下降，电流的方向是从N到P；P型半导体元件的右边是N型半导体元件，导电机构是自由电子；热端作为下面的连接横梁，放热并且使温度上升，电流的方向是从P到N。

7.根据权利要求6所述的用于非制冷型红外探测器的芯片级超微型制冷机，其特征在于：P型半导体元件由Bi2Te3/Sb2Te3薄膜超晶格材料制成，N型半导体元件由Bi2Te3/Bi2Te2.83Se0.17薄膜超晶格材料制成。