一种基于悬浮吸收层的双层结构的热电堆红外探测器(英文)  

Design of Thermopile-Based Infrared Detectors with Suspended Absorber-Thermopile Bi-Layers

作　　者：陈媛婧[1,2] 毛海央[1,2,3] 谭秋林[1] 薛晨阳[1] 欧文[2] 陈大鹏[2] 熊继军[1] 

机构地区：[1]中北大学纳米纳米技术研究中心,太原030051 [2]中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心,北京100029 [3]江苏省物联网研究发展中心智能集成传感器工程中心,江苏无锡214135

出　　处：《传感技术学报》2014年第6期730-735,共6页Chinese Journal of Sensors and Actuators

基　　金：国家自然科学基金项目(61335008,51205373);江苏省自然科学基金项目(BK20131098);山西省自然科学基金项目(2012021013-4)

摘　　要：提出一种新颖红外传感器,这种传感器采用悬浮吸收层的双层结构的优势,来实现相对小尺寸下的高探测性能。双层结构采用2种牺牲层材料,分别为聚酰亚胺牺牲层和预埋在热偶条和沉底之间的多晶硅材料。仿真结果证明了该种结构的探测率、响应率和响应时间分别达到2.85×108cm Hz(1/2)/W、1 800 V/W和6 ms。本文给出了该种热电堆红外探测器高度兼容于CMOS工艺的制备流程,使器件的高效量产和低成本生产成为可能。A novel infrared （ IR ） detector is designed and presented. The detector takes advantage of suspended absorber-thermopile bi-layers to achieve high performance with a relatively small size. The bi-layers are realized by using two separated sacrificial layers, which include a Poly-Si film beneath the thermopiles and a polyimide deposition over the thermopiles. Simulation results demonstrate that the detectivity,responsibility and response time of the IR detectors can reach 2. 85×10^8 cmHz（1/2）/W,1 800 V/W and 6 ms,respectively. Moreover,the fabrication of the IR detector is highly compatible with standard CMOS process, which as a result, makes the high-yield and low-cost production possible.

关 键 词：红外探测器 双层结构 热电堆 吸收层 悬浮 红外传感器 多晶硅材料 CMOS工艺 

分 类 号：TP212.1[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]