[发明专利]一种新型红外热电堆传感器芯片及制备方法

权利要求书

1.一种新型红外热电堆传感器芯片，包括硅基底，在硅基底上设有空腔，在空腔上方设有支撑层并与空腔周围的硅基底相连，在所述支撑层上设有热电堆层；所述热电堆层自内至外包括：热池、热电堆热结、热电堆臂和热电堆冷结；所述热池位于空腔上方的支撑层中心，用于吸收红外辐射；所述热电堆热结位于空腔上方的支撑层上并分布于热池周围，热电堆臂从内向外延伸连接热电堆热结和位于硅衬底四周支撑层上的热电堆冷结，其特征在于，在热电堆冷结的外围设有热敏电阻。

2.如权利要求1所述的一种新型红外热电堆传感器芯片，其特征在于，所述热电堆臂由铝/n型多晶硅(Al/n-poly Si)、铝/p型多晶硅(Al/p-poly Si)或者p/n型多晶硅(p/n-polySi)构成。

3.如权利要求1所述的一种新型红外热电堆传感器芯片，其特征在于，在硅基底上设有空腔，空腔从硅基底底部贯穿至支撑层，或位于支撑层下方，但不贯穿硅基底。

4.如权利要求1所述的一种新型红外热电堆传感器芯片，其特征在于，热敏电阻紧贴热电堆冷结，将其与热电堆集成在一个芯片上，位于硅基底四周；热敏电阻材质为多晶硅、铂、镍铬合金、钛酸钡、氧化镍、氧化锰、氧化钴、氧化铜、氧化钒、锰钴镍合金中的一种或组合。

5.如权利要求1所述的一种新型红外热电堆传感器芯片，其特征在于，所述的支撑层由从下至上的SiO₂层、Si₃N₄层和SiO₂层组成。

6.如权利要求1所述的一种新型红外热电堆传感器芯片的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：在硅基底上，利用化学汽相沉积、电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射薄膜工艺沉积一层SiO₂，形成支撑层1.1；

步骤2：在支撑层1.1上，利用化学汽相沉积、电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射薄膜工艺沉积一层Si₃N₄，形成支撑层1.2；

步骤3：在支撑层1.2上，利用化学汽相沉积、电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射薄膜工艺沉积一层SiO₂，形成支撑层1.3；支撑层1.1，1.2，1.3构成一个完整的支撑层；

步骤4：在支撑层上，利用化学汽相沉积、电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射等薄膜沉积工艺与反应离子刻蚀(RIE)薄膜刻蚀工艺，制备第三部分热电堆；

步骤5：在热电堆上，利用化学汽相沉积、电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射薄膜沉积工艺沉积一层SiO₂，形成绝缘层1；

步骤6：在绝缘层上，利用磁控溅射法沉积一层铂金属或一层Mn-Co-Ni-O合金薄膜，并按照版图进行刻蚀，得到紧贴热电堆冷结的热敏薄膜电阻；

步骤7：在热敏电阻上，利用化学汽相沉积、电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射等薄膜沉积工艺沉积一层SiO₂，形成绝缘层2；

步骤8：在硅基底背面，利用化学湿法腐蚀的方法，腐蚀硅基底，形成微绝热腔体即空腔。