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公开(公告)号：CN103700722B
公开(公告)日：2018-03-30
申请号：CN201310630796.4
申请日：2013-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/101 , G01J5/12
CPC classification number: Y02P70/521
Abstract: 本发明涉及热电堆红外探测器，具体是一种架空式热电堆红外探测器。进一步改进了热电堆红外探测器。所述探测器的加工步骤包括：1、在SOI衬底正面加工两隔离槽，划分出了两个热电偶加工区；2、加工SiO2介质支撑膜；3、加工构成热电偶的P/N型多晶硅条；4、加工下层SiO2隔离层及后续加工用金属连接加工孔；5、完成金属连接；6、加工上层SiO2隔离层及后续加工用释放孔；7、加工聚酰亚胺牺牲层及露出热电堆热结区的倒梯形凹槽；8、加工用作热辐射吸收层的三层薄膜结构；9、去除聚酰亚胺牺牲层；10、将SiO2介质支撑膜下的热电偶加工区空腔化；11、实现架空式热辐射吸收层。本发明结构设计合理，制作工艺易于实现，成品性能提高明显，具有良好的发展前景。
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公开(公告)号：CN103500788B
公开(公告)日：2015-11-25
申请号：CN201310500968.6
申请日：2013-10-23
Applicant: 中北大学
Abstract: 本发明公开了一种可集成的纳米结构红外光源，利用MEMS/CMOS工艺，对非晶硅表面进行纳米修饰加工，形成锥状纳米结构，再对锥状纳米结构进行TiN镀层加工；最后采用正面XeF2释放技术，对硅衬底进行深硅刻蚀，分离窄带红外光源与硅衬底的接触，减小热量在硅丝欧姆发热过程中的损耗，提高光源的工作功率。本发明采用MEMS/CMOS光源制造技术，利用金属诱导晶化技术实现红外光源的表面修饰，得到锥状纳米结构，并对其进行表面TiN镀层加工，实现Si-TiN，TiN-Air之间的表面等离子体共振技术。采用正面释放技术形成微悬臂梁对红外光源进行支撑来降低热损耗，并通过在加热层下预埋介质层氮化硅，来降低结构应力。
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公开(公告)号：CN103698020A
公开(公告)日：2014-04-02
申请号：CN201310630488.1
申请日：2013-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: G01J5/12 , G01N21/3504 , H01L35/32 , H01L35/34
Abstract: 本发明属于热电堆红外气体探测器的技术领域，具体涉及一种复合薄膜作为红外吸收层的热电堆红外气体探测器及其加工方法，解决了传统热电堆红外探测器热电转化率低和释放过程中悬浮结构易损坏等问题。其包括SOI衬底、热偶条、SiO2介质层、金属连接和焊盘、SiO2隔离层以及吸收层，N/P多晶硅热偶条的冷端支撑于SOI衬底，吸收层悬浮设置于探测器的顶部。本发明利用复合纳米薄膜对近红外波段较强的吸收率，并且将吸收层悬浮于器件上方，提高了器件单元占空比，相应地提高探测器的响应率和探测率，进而优化探测器的性能指标。
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公开(公告)号：CN103698020B
公开(公告)日：2018-12-28
申请号：CN201310630488.1
申请日：2013-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: G01J5/12 , G01N21/3504 , H01L35/32 , H01L35/34
Abstract: 本发明属于热电堆红外气体探测器的技术领域，具体涉及一种复合薄膜作为红外吸收层的热电堆红外气体探测器及其加工方法，解决了传统热电堆红外探测器热电转化率低和释放过程中悬浮结构易损坏等问题。其包括SOI衬底、热偶条、SiO2介质层、金属连接和焊盘、SiO2隔离层以及吸收层，N/P多晶硅热偶条的冷端支撑于SOI衬底，吸收层悬浮设置于探测器的顶部。本发明利用复合纳米薄膜对近红外波段较强的吸收率，并且将吸收层悬浮于器件上方，提高了器件单元占空比，相应地提高探测器的响应率和探测率，进而优化探测器的性能指标。
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公开(公告)号：CN102757011B
公开(公告)日：2015-07-15
申请号：CN201110104209.9
申请日：2011-04-25
Applicant: 中北大学 , 中国科学院微电子研究所
Abstract: 一种微机械热电堆红外探测器及其制作方法，在衬底表面形成具有自停止腐蚀作用的封闭凹槽；淀积形成介质支撑膜；淀积多晶硅，然后通过2次离子注入加光刻腐蚀分别形成P型和N型多晶硅热偶条，两热偶条之间淀积隔离层；光刻腐蚀隔离层，将热电堆之间的区域暴露出介质支撑膜形成吸收区；溅射一层金属形成金属连接；在吸收区表面淀积一层多晶硅或非晶硅层，然后经过Cl2、HBr干法不完全刻蚀形成表面为锥状森林结构的吸收层；光刻出腐蚀孔，通入XeF2气体进行干法刻蚀释放正面结构。本发明使用多晶硅作为吸收层材料，提高了传统SiNx吸收层的吸收率，且工艺简便。使用P/N型多晶硅作为热电偶，避免金属热偶与CMOS兼容性差的问题，有效提高了热电堆的塞贝克系数。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103698021A
公开(公告)日：2014-04-02
申请号：CN201310631237.5
申请日：2013-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: G01J5/12
Abstract: 本发明涉及热电堆红外探测器，具体是一种基于TiN反射层的热电堆红外探测器。进一步改进了现有热电堆红外探测器。所述探测器的加工步骤包括：1、在SOI衬底正面加工内、外两个隔离槽，划分出各加工区；2、加工SiO2介质支撑膜；3、加工构成热电偶的P/N型多晶硅条；4、加工下层SiO2隔离层及后续加工用金属连接加工孔；5、完成金属连接；6、加工上层SiO2隔离层；7、加工TiN反射层；8、加工SiN导热层；9、加工热辐射吸收层；10、形成后续加工用释放孔；11、将SiO2介质支撑膜下的热电偶加工区及热辐射吸收区空腔化；12、实现纳米森林结构的热辐射吸收层。本发明结构设计合理，制作工艺易于实现，成品性能提高明显，具有良好的发展前景。
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公开(公告)号：CN103500770A
公开(公告)日：2014-01-08
申请号：CN201310500970.3
申请日：2013-10-23
Applicant: 中北大学
IPC: H01L31/09 , H01L31/20 , G01N21/3504
CPC classification number: Y02P70/521 , H01L31/14 , H01L31/1804
Abstract: 本发明公开了一种多气体检测的红外气体传感器，将红外辐射源与多个热电堆传感器采用标准CMOS／MEMS工艺制备于同一个芯片，各芯片间通过热隔离墙、隔热沟道和真空晶圆级对准封装的方式，实现对共面传感器之间的热串扰的降低。采用单片集成工艺方法，对多传感器进行同时加工，采用不同窄波段滤波片分别组装于共面排布的多个传感器，实现对不同气体进行分光检测，在大大降低加工成本的同时，降低了热串扰和功耗，并且进一步提高了检测精度。
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公开(公告)号：CN103500770B
公开(公告)日：2016-08-24
申请号：CN201310500970.3
申请日：2013-10-23
Applicant: 中北大学
IPC: H01L31/09 , H01L31/20 , G01N21/3504
CPC classification number: Y02P70/521
Abstract: 本发明公开了一种多气体检测的红外气体传感器，将红外辐射源与多个热电堆传感器采用标准CMOS／MEMS工艺制备于同一个芯片，各芯片间通过热隔离墙、隔热沟道和真空晶圆级对准封装的方式，实现对共面传感器之间的热串扰的降低。采用单片集成工艺方法，对多传感器进行同时加工，采用不同窄波段滤波片分别组装于共面排布的多个传感器，实现对不同气体进行分光检测，在大大降低加工成本的同时，降低了热串扰和功耗，并且进一步提高了检测精度。
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公开(公告)号：CN103698021B
公开(公告)日：2019-01-18
申请号：CN201310631237.5
申请日：2013-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: G01J5/12
Abstract: 本发明涉及热电堆红外探测器，具体是一种基于TiN反射层的热电堆红外探测器。进一步改进了现有热电堆红外探测器。所述探测器的加工步骤包括：1、在SOI衬底正面加工内、外两个隔离槽，划分出各加工区；2、加工SiO2介质支撑膜；3、加工构成热电偶的P/N型多晶硅条；4、加工下层SiO2隔离层及后续加工用金属连接加工孔；5、完成金属连接；6、加工上层SiO2隔离层；7、加工TiN反射层；8、加工SiN导热层；9、加工热辐射吸收层；10、形成后续加工用释放孔；11、将SiO2介质支撑膜下的热电偶加工区及热辐射吸收区空腔化；12、实现纳米森林结构的热辐射吸收层。本发明结构设计合理，制作工艺易于实现，成品性能提高明显，具有良好的发展前景。
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公开(公告)号：CN103700722A
公开(公告)日：2014-04-02
申请号：CN201310630796.4
申请日：2013-12-02
Applicant: 中北大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/101 , G01J5/12
CPC classification number: Y02P70/521 , H01L35/32 , H01L35/34
Abstract: 本发明涉及热电堆红外探测器，具体是一种架空式热电堆红外探测器。进一步改进了热电堆红外探测器。所述探测器的加工步骤包括：1、在SOI衬底正面加工两隔离槽，划分出了两个热电偶加工区；2、加工SiO2介质支撑膜；3、加工构成热电偶的P/N型多晶硅条；4、加工下层SiO2隔离层及后续加工用金属连接加工孔；5、完成金属连接；6、加工上层SiO2隔离层及后续加工用释放孔；7、加工聚酰亚胺牺牲层及露出热电堆热结区的倒梯形凹槽；8、加工用作热辐射吸收层的三层薄膜结构；9、去除聚酰亚胺牺牲层；10、将SiO2介质支撑膜下的热电偶加工区空腔化；11、实现架空式热辐射吸收层。本发明结构设计合理，制作工艺易于实现，成品性能提高明显，具有良好的发展前景。
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