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随着红外探测技术在军事和民用领域的地位日益提高，近年来非制冷红外技术已成为红外技术低成本、小型化的主流发展方向，它采用目前日臻成熟的MEMS技术，利用光-热-电转化探测红外光，具有重量小、复杂程度低、功耗小、成本低等优势。热电堆红外探测器是最早研究并实用化的热电型红外成像器件之一。采用MEMS工艺制作的微机械红外热电堆由于能够有效降低其热传导、提高其集成度，性能比传统热电堆器件有较大幅度提升。 由于微机械红外热电堆大都采用背腐蚀法或较复杂的表面加工法制备，与CMOS工艺兼容性差且需要后续工艺，对工艺要求高成品率低。在本文中，我们充分考虑了与CMOS工艺的兼容性，通过设计一种正面开口的热电堆结构，制作了微机械热电堆红外探测器。 热偶材料选择方面，微机械红外热电堆常用金属热偶、多晶硅-金属热偶、硅／多晶硅—铝热偶等。在与CMOS兼容的材料中，大多数金属材料的塞贝克系数很小，而Si的塞贝克系数要大得多，因此本文制作的微机械热电堆采用p型掺杂多晶硅-n型掺杂多晶硅作为热偶材料，这样热电堆可以具有更高的响应率。 在设计优化过程中，我们在现有结构基础上提出简化模型，描述了器件结构与性能参数的解析关系，在对响应率、探测率和响应时间等性能指标综合考虑取舍之后，优化了器件的关键结构尺寸，并对于优化的结构尺寸进行了有限元分析和模拟计算。 本文制作的微机械热电堆采用单晶硅各向异性腐蚀工艺释放牺牲层形成悬梁式绝热结构，具有较小的单元尺寸和热电偶线宽，实验表明红外吸收区的这种开口设计结合复合薄膜结构具有腐蚀释放时间短、成品率高等特点，其红外敏感区占空比可达50％，使用CMOS工艺兼容的材料与工艺，通过工业CMOS IC流水线低成本制作，实验得到的器件成品率达到90％以上，响应率为12.5V／W，探测率1×107cmHz1/2／W，为进一步大规模红外面阵研究奠定了基础。