[发明专利]一种热敏探测器性能参数测试结构和测试方法

说明书

本发明涉及MEMS器件性能参数测试技术领域，具体公开了一种热敏探测器性能参数测试结构，包括敏感区、悬臂梁和框架，其中，敏感区通过悬臂梁分别与两组框架连接，并悬空；框架关于敏感区左右对称设置，敏感区内设置有电阻和热敏单元，悬臂梁内设置有多条导线，框架上设置有第一电连接端口和第二电连接端口，电阻通过两组导线分别与两组第一电连接端口连接，热敏单元通过两组导线分别与两组第二电连接端口连接。本发明还公开了一种热敏探测器性能参数测试方法。本发明提供的一种热敏探测器性能参数测试结构，具有结构简单、操作方便、测量准确等特点。

技术领域

本发明涉及MEMS器件性能参数测试技术领域，更具体地，涉及一种热敏探测器性能参数测试结构和测试方法。

背景技术

热敏探测器是一种通过接收待测信号，引起敏感区中温度发生改变，并导致热敏单元电学特性发生变化的一类结构悬空的传感器。常见的热敏探测器有非制冷红外探测器、皮拉尼真空计、流量计等。其中温度系数作为热敏材料重要的性能参数之一，精确得到温度系数成为探究热敏探测器非常重要的组成部分。

温度系数的传统测量方法，是在传感器未进行结构悬空之前，将传感器放置在变温探针台上，通过半导体参数仪进行测试。该方法需要在特定的测试条件和平台下，利用昂贵的设备，对热敏单元在不同温度节点下进行电学特性测试，通过数据分析得到温度系数。设备复杂、操作繁琐，且无法在传感器结构悬空后获得。

发明内容

本发明提供了一种热敏探测器性能参数测试结构和测试方法，所述测试结构和测试方法可利用简单的设备，对结构悬空的传感器原位在线提取其热敏单元的温度系数。

作为本发明的第一个方面，提供一种热敏探测器性能参数测试结构，所述热敏探测器性能参数测试结构包括敏感区、悬臂梁和框架，其中，所述敏感区通过所述悬臂梁分别与两组所述框架连接，并悬空；所述框架关于所述敏感区左右对称设置，所述敏感区内设置有电阻和热敏单元，所述悬臂梁内设置有多条导线，所述框架上设置有第一电连接端口和第二电连接端口，所述电阻通过两组所述导线分别与两组所述第一电连接端口连接，所述热敏单元通过两组所述导线分别与两组所述第二电连接端口连接。

进一步地，所述框架的材料选自硅、锗和锗硅中的任意一种。

进一步地，所述电阻的材料选自多晶硅、铂和金中的任意一种。

进一步地，所述热敏单元的类型包括热阻型、二极管型和热电堆型中的任意一种。

进一步地，所述热敏单元的类型为热阻型时，所述热敏单元的材料选自氧化钒、N型掺杂的多晶硅、P型掺杂的多晶硅、N型掺杂的非晶硅和P型掺杂的非晶硅中的任意一种；

所述热敏单元的类型为二极管型时，所述热敏单元为N阱二极管或P阱二极管；

所述热敏单元的类型为热电堆型时，所述热敏单元是由N型多晶硅、P型多晶硅、钛、铝和铜中的任意两种材料组成的热电堆。

进一步地，所述导线的材料选自掺杂的多晶硅、钛、铝和铜中的任意一种。

作为本发明的另一个方面，提供一种热敏探测器性能参数测试方法，采用上述热敏探测器性能参数测试结构，包括：