微電子技術是MEMS技術的重要基礎，其加工手段是MEMS技術重要加工手段之一。MEMS也有它自己的特點，如工藝多樣化，能制作梁、隔膜、凹槽、孔、密封洞、錐、針尖、彈簧及所構(gòu)成的復雜機械結(jié)構(gòu)，同時它能與微電子工藝兼容，器件實現(xiàn)批量生產(chǎn)，成本降低。MEMS技術幾乎可應用到各個領域，尤其是要求小尺寸、高精度、高可靠性及低功耗的高科技領域。

3 MEMS技術在非制冷紅外探測器中的應用

近年來，MEMS技術得到了迅速發(fā)展，將其應用于非制冷紅外探測器有了比較成功的例子，為現(xiàn)有單元器件小型化和高密度陣列集成開辟了一條新的途徑。

3．1微機械紅外熱電堆探測器

紅外熱電堆探測器的工作原理為塞貝克效應（Seebeckeffect）。早先的紅外熱電堆探測器是利用掩膜真空鍍膜的方法，將熱電偶材料沉積到塑料或陶瓷襯底上獲得的，但器件的尺寸較大，且不易批量生產(chǎn)。隨著MEMS技術的應用，出現(xiàn)了微機械紅外熱電堆探測器。K．D．Wise等人，最先利用MEMS技術于20世紀80年代初制造獲得了硅基紅外熱電堆探測器。

微機械紅外熱電堆芯片的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示‘刮。器件制作一般采用體硅，從硅片背面利用硅的各向異性腐蝕而得到呈金字塔型的腐蝕孔，側(cè)壁為慢腐蝕面（111）?，F(xiàn)在主要通過薄膜結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)熱結(jié)區(qū)與冷結(jié)區(qū)的隔熱結(jié)構(gòu)。應用的薄膜結(jié)構(gòu)有兩類，即封閉膜結(jié)構(gòu)（圖1（a））和懸梁結(jié)構(gòu)（圖1（b）），其中封閉膜是指熱堆的支撐膜為整層的復合介質(zhì)膜，一般為氮化硅膜或氮化硅與氧化硅復合膜。懸梁則是指周圍為氣氛介質(zhì)所包圍，一端固支、一端懸空的膜結(jié)構(gòu)。從隔熱效果來說，懸梁比封閉膜更具優(yōu)勢，因為在封閉膜結(jié)構(gòu)中熱可以沿著介質(zhì)支撐膜傳播，而并不完全沿著熱偶對傳播，使熱耗散較大，熱電轉(zhuǎn)換效率低，靈敏度小。但從工藝制造過程以及成品率角度來說，封閉膜更具優(yōu)勢，因為這種膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，由于膜與基體處處相連，因此受應力影響小，制造過程中膜本身不易破裂，成品率高，易制造而懸梁與基體間只通過固支一端相連，另一端懸空，因此受應力的影響顯著，制造過程中膜容易發(fā)生翹曲或破裂，故成品率較低，不易制造。

現(xiàn)在許多研究團體正致力于微機械紅外熱電堆陣列的研究，而硅基熱電堆是其中的研究熱點，如多晶硅／金熱偶線陣列、硅／鋁熱偶線陣列、n型多晶硅／p型多晶硅熱偶面陣列。與一般的紅外探測器相比，微機械紅外熱堆探測器的優(yōu)點在于：①具有較高的靈敏度，寬松的工作環(huán)境與非常寬的頻譜響應：②與標準IC工藝兼容，成本低廉且適合批量生產(chǎn)。