上述设计的集成结构中，纳米光源AT93C46-10SC也被集成在单一芯片上，窄光源、低功耗的纳米结构光源用在气体检测中也是迫切需要解决的关键技术，该光源设想采周纳米黑硅与多晶硅结合，提出设计如图8 -10所示的集成式纳米红外光源结构。多晶硅材料的熔点相对较高（约1688K），热辐射效率优于单晶硅材料，且与MEMS加工工艺（如刻蚀、离子注入掺杂等）有良好的兼容性，但是多晶硅材料在高温条件下容易发生再结晶现象，因此我们提出采用硼离子注入技术对多晶硅薄膜层进行掺杂改性，抑制多晶硅再结晶，实现多晶硅辐射层良好的电阻加热和体辐射效应，预期其电光转化效率会大幅度提高。

   图8-10集成黑硅纳米结构MEMS红外光源结构单元

在探测器敏感元件方面，结合MEMS工艺，选择热电堆结构原理的方法，其设计主体结构单元为基于不同掺杂类型的多晶硅，与红外辐射源的主体材料相同，为单片集成制造提供了可行性；探索一种简单便捷、工艺兼容性更高的黑硅纳米结构制备方法实现红外吸收增强，该方法采用了侧墙工艺并以多晶硅的粗糙表面为侧墙的支撑结构，整个过程仅需两次化学气相沉积与一次反应离子刻蚀( Reactive Ion Etching，RIE)，并可通过延长RIE的时间实

图8 -11项目组制备的大面积黑硅现从纳米凸起结构到纳米柱森林结构的有效调控，最终在热电堆红外吸收区上实现了黑硅纳米结构的制作，如图8-11所示，预期设想的集成结构中的黑硅纳米结构热电堆单元如图8 -12历示。