一種用于熱電堆紅外探測器的入射光線聚集器的制作工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種用于熱電堆紅外探測器的入射光線聚集器的制作工藝，其具體工藝步驟如下：(1)使用濕法氧化工藝在P?型(100)硅基底上形成氧化層；(2)在P?型(100)硅基底的正面依次進行旋涂光刻膠、前烘、曝光、顯影形成圖案，露出需要刻蝕區域的氧化層后烘干；(3)使用緩沖氧化物刻蝕水溶液(BOE)對暴露出的氧化層進行刻蝕，去光刻膠；(4)通過使用四甲基氫氧化銨(TMAH)各向異性刻蝕溶液，在P?型(100)硅基底正面形成傾斜面，該傾斜面作為反射平面用來改變入射光線的傳播路徑。本發明專利技術通過采用光線聚集器，使得熱電堆紅外探測器敏感區域所獲得的紅外入射光線照射量大大增加，提高熱電堆紅外探測器的響應率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種聚集器，具體是一種用于熱電堆紅外探測器的入射光線聚集器的制作工藝。
技術介紹
隨著微機電系統(MicroElectroMechanicalsystems，MEMS)技術的發展，微機械熱電堆紅外探測器也得到廣泛應用。和傳統的紅外探測器相比，熱電堆紅外探測器具有無需致冷，功耗低，集成度高，適合批量制造等優點，微機械熱電堆紅外探測器現已廣泛應用于國防和民用領域。熱電堆紅外探測器是基于塞貝克效應把熱能轉換為電能的最重要的應用之一。塞貝克效應具體是指兩種不同導體A、B連接成回路。若這個回路中兩個連接點分別處于不同溫度場T1和T2，并且T2＞T1,即分別處在熱端和冷端，則會在回路中產生由于接點溫度差(T1-T2)引起的電勢差。由于紅外吸收區和熱電堆的熱結區都位于懸浮支撐薄膜上，和硅基體實現了良好的熱隔離，當紅外輻射信號被紅外吸收區吸收，紅外吸收區和熱電堆熱結區的溫度就會上升；而熱電堆冷結區由于位于硅基體上，其溫度保持為環境溫度；由于熱電堆的塞貝克效應，熱結區和冷結區的溫度差被轉換成電壓信號輸出，通過檢測輸出電壓就可以檢測紅外輻射。光照射到介質上時，存在被散射、被投射、被反射以及被介質吸收這四種情況。對于照射到熱電堆紅外探測器上的光，只有被薄膜吸收的這部分光才會對探測器熱結區溫度的升高發揮作用。薄膜材料對不同波長的光的吸收率是不同的，材料對應的吸收光譜顯示出對不同頻率的光吸收的強弱，吸收光譜是與材料的激發態過程和能帶結構有關。各種各樣的參數與熱電堆紅外探測器的性能直接相關。響應率是評估熱電堆紅外探測器性能的重要標準之一。為了提高響應率，人們進行了非常多的研究，但均是通過修改熱電堆紅外探測器本身的材料和結構來實現。響應率是器件輸出電信號與入射紅外輻射功率的比值，表征了紅外探測器響應紅外輻射的靈敏度，同時又很大程度地影響著探測率的值。對熱電堆紅外探測器而言，熱端與冷端之間的溫度差是反映器件響應率和探測率大小的一個重要的參數。為了増大溫度差以提高器件的響應率和探測率，需要盡可能保持冷端溫度與基底溫度相一致，同時紅外吸收區要盡可能多的吸收紅外輻射，從而使熱端的溫度更多的升高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種提高熱電堆紅外探測器響應率的熱堆光線聚集器制作工藝。為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種用于熱電堆紅外探測器的入射光線聚集器的制作工藝，其具體工藝步驟如下：(1)使用濕法氧化工藝在P-型(100)硅基底上形成氧化層；(2)在P-型(100)硅基底的正面依次進行旋涂光刻膠、前烘、曝光、顯影形成圖案，露出需要刻蝕區域的氧化層后烘干；(3)使用緩沖氧化物刻蝕水溶液(BOE)對暴露出的氧化層進行刻蝕，去光刻膠；(4)通過使用四甲基氫氧化銨(TMAH)各向異性刻蝕溶液，在P-型(100)硅基底正面形成傾斜面，該傾斜面作為反射平面用來改變入射光線的傳播路徑；(5)在P-型(100)硅基底的背面用化學機械研磨工藝對P-型(100)硅基底進行減薄，減薄至形成正反面貫通的廣口孔洞；(6)在P-型(100)硅基底正面形成的的傾斜面上，利用電子束蒸鍍0.2μm的鋁作為反射面的鏡面；(7)最后，將制作好的入射光線聚集器與熱電堆紅外探測器進行鍵合。作為本專利技術進一步的方案：所述P-型(100)硅基底鍵合在材料不同的第一導電層和第二導電層的上方，第一導電層和第二導電層固定設置在支撐部的頂面，支撐部的底部設置襯底，襯底的中部開設空腔，而空腔內設置連接在支撐部底面的紅外吸熱層。作為本專利技術進一步的方案：所述襯底的底部設置散熱器。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：由于紅外光線聚集器是在熱電堆紅外探測器的冷端進行鍵合，增大了冷端的接觸面積。而且紅外光線聚集器擁有一個大的表面積，相對于單獨的紅外熱電堆探測器能夠與傳感器內部的封裝氣體有更多熱傳遞，這使得紅外光線聚集器在增加熱電堆紅外探測器熱端的紅外線入射量的同時又充當了冷端散熱器的功能，熱電堆紅外探測器冷熱端的溫差進一步增大，能夠明顯的增加紅外熱電堆探測器的響應率，通過實驗加了紅外光線聚集器的熱電堆傳感器相比于沒有加紅外光線聚集器的傳感器響應率提高了25％。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。請參閱圖1，本專利技術實施例中，一種用于熱電堆紅外探測器的入射光線聚集器的制作工藝，其具體工藝步驟如下：(1)使用濕法氧化工藝在P-型(100)硅基底7上形成氧化層；(2)在P-型(100)硅基底7的正面依次進行旋涂光刻膠、前烘、曝光、顯影形成圖案，露出需要刻蝕區域的氧化層后烘干；(3)使用緩沖氧化物刻蝕水溶液(BOE)對暴露出的氧化層進行刻蝕，去光刻膠；(4)通過使用四甲基氫氧化銨(TMAH)各向異性刻蝕溶液，在P-型(100)硅基底7正面形成傾斜面，該傾斜面作為反射平面用來改變入射光線的傳播路徑；(5)在P-型(100)硅基底7的背面用化學機械研磨工藝對P-型(100)硅基底7進行減薄，減薄至形成正反面貫通的廣口孔洞；(6)在P-型(100)硅基底7正面形成的的傾斜面上，利用電子束蒸鍍0.2μm的鋁作為反射面的鏡面；(7)最后，將制作好的入射光線聚集器與熱電堆紅外探測器進行鍵合。所述P-型(100)硅基底7鍵合在材料不同的第一導電層3和第二導電層6的上方，第一導電層3和第二導電層6固定設置在支撐部的頂面，支撐部的底部設置襯底，襯底的中部開設空腔4，而空腔4內設置連接在支撐部1底面的紅外吸熱層5，而所述襯底的底部設置散熱器2。對于本領域技術人員而言，顯然本專利技術不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本專利技術的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本專利技術。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本專利技術的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本專利技術內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于熱電堆紅外探測器的入射光線聚集器的制作工藝，其特征在于，其具體工藝步驟如下：(1)使用濕法氧化工藝在P?型(100)硅基底上形成氧化層；(2)在P?型(100)硅基底的正面依次進行旋涂光刻膠、前烘、曝光、顯影形成圖案，露出需要刻蝕區域的氧化層后烘干；(3)使用緩沖氧化物刻蝕水溶液(BOE)對暴露出的氧化層進行刻蝕，去光刻膠；(4)通過使用四甲基氫氧化銨(TMAH)各向異性刻蝕溶液，在P?型(100)硅基底正面形成傾斜面，該傾斜面作為反射平面用來改變入射光線的傳播路徑；(5)在P?型(100)硅基底的背面用化學機械研磨工藝對P?型(100)硅基底進行減薄，減薄至形成正反面貫通的廣口孔洞；(6)在P?型(100)硅基底正面形成的的傾斜面上，利用電子束蒸鍍0.2μm的鋁作為反射面的鏡面；(7)最后，將制作好的入射光線聚集器與熱電堆紅外探測器進行鍵合。

【技術特征摘要】
1.一種用于熱電堆紅外探測器的入射光線聚集器的制作工藝，其特征在于，其具體工藝步驟如下：(1)使用濕法氧化工藝在P-型(100)硅基底上形成氧化層；(2)在P-型(100)硅基底的正面依次進行旋涂光刻膠、前烘、曝光、顯影形成圖案，露出需要刻蝕區域的氧化層后烘干；(3)使用緩沖氧化物刻蝕水溶液(BOE)對暴露出的氧化層進行刻蝕，去光刻膠；(4)通過使用四甲基氫氧化銨(TMAH)各向異性刻蝕溶液，在P-型(100)硅基底正面形成傾斜面，該傾斜面作為反射平面用來改變入射光線的傳播路徑；(5)在P-型(100)硅基底的背面用化學機械研磨工藝對P-型(100)硅基底進行減薄，減薄至形成正...

【專利技術屬性】
技術研發人員：武斌，張紹達，李昭豪，
申請(專利權)人：深圳市美思先端電子有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44