[发明专利]热电堆红外探测器及其热导通结构

说明书

本发明提供了一种热电堆红外探测器及其热导通结构，安装于基底上，其包括设于基底上的热电堆，热电堆具有探测冷端和探测热端，热电堆的探测冷端与基底贴合，热电堆的探测热端开设有导热槽，导热槽内填充有红外吸收材料。本发明提供的热电堆红外探测器及其热导通结构，通过在探测热端的热电堆上开通导热槽，并在导热槽内填充红外吸收材料，可以将位于热电堆红外探测器的中心的吸收区的绝大部分热量传送至热电堆的探测热端，探测冷端直接连接基底，使得探测热端和探测冷端能够具有较大的温差，从而实现该红外堆红外探测器对环境温度的精准测量，并且热导通结构简单，施工工艺简单，且能够达到较好的热导通效果。

技术领域

本发明涉及红外探测器的技术领域，具体涉及一种热电堆红外探测器及其热导通结构。

背景技术

红外探测器属于非接触式测温，利用红外探测器探测热源的红外辐射，进而转换成电信号输出。由于红外探测器的非接触性，在测量物体表面温度时不需要接触被测物体，因此不会导致物体周围温度场的改变，并且在测量前受空气或环境温度变化的影响较小。

结合目前成熟的MEMS技术，研发了MEMS热电堆红外探测器。MEMS热电堆红外探测器是基于塞贝克效应的微集成器件。由塞贝克效应可知，当两种具有不同塞贝克系数的材料一端相连构成热偶时，若相连端与非相连端出现温差时，就能在冷端和热端之间产生电势差。MEMS热电堆红外探测器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、性能优异、多功能集成以及可以批量生产等优点被广泛应用于军事，医疗，工业，航天等领域。

由于硅具有导热性良好的优点，传统的集成红外传感器芯片都是直接将热电堆集成于基底，吸收的红外辐射能量会通过硅基体散失大量热量，导致热电堆的热短路，从而造成测量结果偏差较大。同时保证各器件的释放工艺一致性和均匀性难度较大，因此制备的器件的冷端和热端没有明显的温度差，使得整个器件的性能降低甚至无法使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热电堆红外探测器及其热导通结构，以解决现有技术中冷端和热端没有明显的温度差，使得整个器件的性能降低甚至无法使用的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种热导通结构，安装于基底上，其包括设于所述基底上的热电堆，所述热电堆具有探测冷端和探测热端，所述热电堆的探测冷端与所述基底贴合，所述热电堆的探测热端开设有导热槽，所述导热槽内填充有红外吸收材料。

进一步地，所述热电堆包括依次叠设于所述基底上的第一热偶条和设于所述第一热偶条上的第二热偶条，所述导热槽开设于所述第二热偶条上。

进一步地，所述导热槽贯穿所述第二热偶条并延伸至所述第一热偶条中。

进一步地，所述第二热偶条的两端朝向所述第一热偶条的一侧凸设有延伸部，所述导热槽开设于位于所述延伸部上，且所述第二热偶条的中间部分和所述第一热偶条之间填充有绝热层。

进一步地，所述红外吸收材料采用氮化硅。

进一步地，所述基底和所述热电堆之间还设有支撑膜组件。

进一步地，所述支撑膜组件包括依次叠设的第一氧化硅层、氮化硅层和第二氧化硅层。

本发明的其他实施例中还公开了一种热电堆红外探测器，包括基底和如上所述的热导通结构，所述基底上间隔设有若干所述热电堆。

进一步地，所述基底的中部形成有吸收区，所述红外吸收材料可连接至所述吸收区。

进一步地，所述基底上通过十字型分割通道划分为四个区域，且每个区域内横向或竖向布设多个相互平行的热电堆，且所述十字型分割通道的中心区为所述吸收区。