[发明专利]MEMS热电堆传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种MEMS热电堆传感器，其特征在于，包括：

第一衬底，所述第一衬底上设置有多个安装位，多个所述安装位在第一衬底上排列呈环形；

多个热电堆单元，多个热电堆单元对应的安装在多个安装位上；

其中，热电堆单元包括：

第二衬底，所述第二衬底由高阻硅构成；

第一热偶层，所述第一热偶层设置在所述第二衬底上，所述第一热偶层包括第一半导体和第一金属；

隔离层，所述隔离层铺设在所述第一热偶层上；

第二热偶层，所述第二热偶层设置在所述隔离层上，所述第二热偶层包括第二半导体和第二金属，所述第二半导体与第一金属关于隔离层对称，所述第二金属与第一半导体关于隔离层对称；第一金属与其对应的第二半导体连接形成热电偶，第二金属与其对应的第一半导体连接形成热电偶，相邻的热电偶串联；第一热偶层和第二热偶层的金属与半导体连接一端为热电堆单元的热端，与热电堆单元的热端相对的一端为冷端；

正检测电极和负检测电极，至少部分热电堆单元串联，正检测电极与一个热电堆单元的热电偶首部连接，负检测电极与另一个热电堆单元的热电偶尾部连接。

2.如权利要求1所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，所有热电堆单元的热端向环形的中间靠近，所有热电堆单元的冷端自圆环中间向四周扩散延伸。

3.如权利要求1所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，所有热电堆单元的冷端向环形的中间靠近，所有热电堆单元的热端自圆环中间向四周扩散延伸。

4.如权利要求1所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，MEMS热电堆传感器还包括呈环形设置的导热层和绝缘保护层，所述导热层设置在所述第一衬底上，所述绝缘保护层的环形内径小于所述导热层的环形内径，所述绝缘保护层盖设于所述导热层上，以使所述第一衬底、导热层以及绝缘保护层维护形成隔热腔；所述热电堆单元设置于所述隔热腔内。

5.如权利要求1所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，所述第一金属的端部从隔离层的边缘弯折延伸至与其对称第二半导体连接；所述第二金属的端部从隔离层的边缘弯折延伸至与其对称第一半导体连接；

第一热偶层的第一金属和第一半导体远离热端的一端通过金属连接；

第二热偶层的第二金属和第二半导体远离热端的一端通过金属连接。

6.如权利要求1所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，所述热电堆单元包括正电极和负电极，所述正电极与热电偶的首部连接，所述负电极与所述热电偶的尾部连接；和/或，

所述隔离层由氮化硅材质制成；和/或，

所述隔离层的边缘凸出于所述第一热偶层和第二热偶层的边缘。

7.如权利要求1所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，所述第一金属和第一半导体的数量相等，所述第二金属和第二半导体的数量相等，第一金属和第二金属的数相等量。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，MEMS热电堆传感器包括相互独立的第一连接电路和第二连接电路，所述第一连接电路串联连接所有的热电堆单元；所述第二连接电路串联间隔连接部分热电堆单元。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的MEMS热电堆传感器，其特征在于，所述安装位包括安装槽，所述第二衬底安装于所述安装槽内；

并且，所述第二衬底的厚度与所述安装槽的槽深相等。

10.一种如权利要求1至9中任意一项所述的MEMS热电堆传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供第二衬底，并在第二衬底上设置正电极和负电极；

在第二衬底上设置条形的第一金属和第一半导体，以形成第一热偶层；

第一热偶层上设置隔离层；

隔离层上设置条形的第二金属和第二半导体，第二金属与第一半导体对称，第二半导体与第一金属对称，以形成热电堆单元；

在第一衬底上形成安装位；

形成导热层，并将导热层安装至第一衬底上；

将热电堆单元安装至安装位上；

形成绝缘保护层，并将绝缘保护层盖设在导热层的顶部。