近日，中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發中心陳大鵬研究員課題組在熱敏微納器件自測試領域取得階段性研究進展。熱敏微納器件是通過與溫度相關的電學輸出反映被測物理量的一類器件，包括：流量計、皮拉尼真空計、非制冷紅外探測器等。因器件的工作涉及熱電轉換，所以熱學參數和電學參數是器件的兩類重要參數。精確有效地獲得這些參數，對器件的結構優化與性能評估具有指導意義。相比于電學參數，熱學參數難以直接提取，現通常需要搭建復雜的測試系統或依賴昂貴的測試設備。

　　課題組以非制冷紅外探測器為研究對象，基于器件的自熱效應，分別設計了在穩態和瞬態脈沖功率下的兩款熱學參數電學等效測試電路，有效地測得探測器像素的熱容、熱導、以及熱響應時間。該測試方法在實施過程中，無需外加黑體、斬波器等光學激勵，只用提供基本的電學激勵，極大地簡化了測試系統，降低了測試操作的復雜度，有利于實現熱學參數的高精度原位測試。 

　　圖1 各種熱敏微納器件 

圖2 非制冷型紅外探測器（a）三維結構示意圖、（b）像素剖面電鏡圖、（c）熱學參數瞬態脈沖功率下的電學等效測試電路示意圖 

　　上述成果以“一種二極管型紅外熱探測器熱學參數的電學等效測試方法”（DOI：10. 11972/j. issn. 1001-9014. 2019. 06. 017）和“An effective method for evaluating thermalparameters of diode-based thermal sensors”（DOI:10.1016/j.measurement.2020.107621）為題分別發表在《紅外與毫米波學報》和《Measurement》上。微電子研究所劉超博士研究生為該文章的第一作者，傅劍宇副研究員為通訊作者。該工作得到了國家自然基金委、北京市科委等相關項目的資助。