[发明专利]一种双透镜红外传感器

权利要求书

1.一种红外传感器，其特征在于该红外传感器包括主红外透镜和微透镜阵列双重透镜，以及封装外壳、基板、传感芯片、存储芯片和引脚等，其中传感芯片包括感应阵列与信号处理电路，传感阵列中包括感应部分与信号转换与控制部分，感应部分将光信号转化为与温度相关的电信号，感应部分采用使用包含纳米材料作为吸收层的热电堆象元阵列，感应象元阵列上方具有微透镜阵列，微透镜阵列将入射至象元的红外信号聚焦至象元中的红外吸收层，信号处理部分包括可以检测环境温度模块以用于信号比较处理，存储芯片用于存储根据预存储的规则计算的环境温度系数, 信号处理与控制部分将电信号处理后，将模数电压转换模块输出的数字电压信号与设定的输出标准数字电压信号之间进行校准与转换。

2.权利要求1所述热电堆红外探测器的探测芯片，其特征在于芯片的感应阵列的传感像素包括单晶硅、复合膜层、热电偶层、绝缘介质层、金属图形层、红外吸收层和高反射散热层等，所述复合膜层生长在单晶硅层的上表面，所述热电偶层生长在复合膜层的上面，所述热电偶层由串联的热电偶组成，热电偶材料由重掺杂N型多晶硅与重掺杂P型多晶硅经过结对连接而形成，N型多晶硅与重掺杂P型中间通过铝连接，所述绝缘介质层生长在热电偶层上面，所述金属图形层，形成于所述绝缘介质层上，包括电极及引线等，以将所述p型多晶硅及N型多晶硅电阻块连接形成热电堆，并在中间通过光刻等工艺穿过绝缘层与多晶硅等连接，热电堆层冷端与热端在金属图形层用铝电极与外界连接，所述红外吸收层生长在热电堆的热端的上表面，所述高反射散热层生长在热电堆层的冷端的上表面，所述传感阵列上具有键合框，所述红外探测器的底部设有凹槽，形成隔热腔体，所述隔热腔体贯穿单晶硅，将复合膜层暴露出，热电堆热电偶层局部位于隔热腔中。

3.权利要求1所述微透镜阵列，其特征在于所述微透镜列阵与探测器像元尺寸相匹配,并在微透镜上具有锗、硫化锌或者硒化锌组成的多层增透膜,所述微透镜阵列可以通过光刻胶热熔法与ICPRIE(感应耦合等离子反应离子刻蚀)相结合的方式,在硅衬底上制造，所述微透镜列阵与探测器像元尺寸相匹配,并具有合适的口径、焦距的光学参数，并通过刻蚀、减薄等工艺调整硅衬底厚度使其符合焦距等要求，之后在硅微透镜阵列上镀上锗、硫化锌或者硒化锌组成的多层增透膜，所述微透镜芯片背面具有光刻、刻蚀等工艺形成的隔离腔，隔离腔边缘具有合适的键合材料，用以对准、键合在热电堆传感阵列上方。

4.权利要求1所述热电堆红外探测器的探测芯片，其特征在与所述热电堆的感应像素的热端的红外辐射接收区增加高吸收率的红外吸收层和在冷端上增加高反射散热层的方式，提高热电偶冷端与热端的温差，以提高感应电压输出，从而提高了器件灵敏度。

5.权利要求1所述红外传感器，其特征在于所述透镜、热电堆传感芯片、微透镜阵列和存储芯片等在基板上一体封装。