[发明专利]红外探测器及其制作方法及多波段非制冷红外焦平面

权利要求书

1.一种红外探测器，包括基底结构、微桥结构，所述基底结构包括含有读出电路的硅衬底基底、两个读出电路电极、反射层，所述微桥结构包括微桥桥面、两个支撑柱、两个支撑桥腿，其中，

所述反射层位于所述硅衬底基底的一端面上；所述两个读出电路电极呈对角线分布，与所述反射层位于所述硅衬底基底的同一端面上，且与所述反射层互不接触；

所述两个支撑桥腿各有一端与所述微桥桥面相连，另一端经由所述两个支撑柱和两个读出电路电极分别与所述硅衬底基底上的读出电路相连；使得所述微桥桥面悬空于所述反射层之上，在所述微桥桥面与所述反射层之间形成一光学谐振腔；

所述微桥桥面自所述光学谐振腔向上依次分布有支撑层、热敏层、钝化层，其特征在于，所述微桥桥面还包括一电磁波激发层，所述电磁波激发层位于所述钝化层之上，与所述钝化层紧密接触。

2.按照权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述电磁波激发层通过在极化材料上制作阵列型亚波长微结构实现。

3.按照权利要求2所述的红外探测器，其特征在于，所述极化材料为能与外部输入的红外辐射信号发生耦合作用的金属材料或者电介质材料中的一种。

4.按照权利要求3所述的红外探测器，其特征在于，

所述金属材料为金、银、铂、镍、钛、钨中的一种；

所述电介质材料为碳化硅、氧化锌、砷化镓中的一种。

5.按照权利要求2所述的红外探测器，其特征在于，所述阵列型亚波长微结构由多个微结构单元规则排列形成。

6.按照权利要求5所述的红外探测器，其特征在于，所述微结构单元的形状为矩形、圆形、多边形中的一种或多种。

7.按照权利要求5或6所述的红外探测器，其特征在于，

所述微结构单元的周期基本与欲选波段的中心波长相同，所述微结构单元的尺寸约为周期的一半。

8.一种制作红外探测器的方法，其特征在于，

第一步，制作基底结构：利用电子束蒸发或者磁控溅射方法在硅衬底基底上镀制镍铬、铝、或氮化钛中的一种或几种金属，以在所述硅衬底基底的同一端面上形成反射层和两个读出电路电极，再通过剥离工艺、干法刻蚀或者湿法刻蚀方法实现图形化；

第二步，制作牺牲层：对光敏型聚酰亚胺或者非光敏型聚酰亚胺采用旋涂方法来制作所述牺牲层；或者，对二氧化硅或者多晶硅采用化学气相沉积方法来制作所述牺牲层；

第三步，制作牺牲层通孔：通过光刻方法在由光敏型聚酰亚胺制成的所述牺牲层上制作牺牲层通孔；或者，通过干法刻蚀方法在由非光敏型聚酰亚胺、二氧化硅或者多晶硅制成的所述牺牲层上制作牺牲层通孔；

第四步，制作微桥结构中的支撑层：使用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、或碳化硅中的任一种材料，采用化学气相沉积方法制作形成所述支撑层；

第五步，制作微桥结构中的热敏层：对氧化钒采用反应溅射方法镀制形成所述热敏层；或者，对无定形硅采用等离子体增强化学气相沉积方法镀制形成所述热敏层；然后再通过干法刻蚀实现图形化；

第六步，制作微桥结构中的钝化层：使用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、或碳化硅中的任一种材料，采用化学气相淀积方法制作形成所述钝化层；

第七步，制作读出电路电极接触孔和热敏层接触孔：利用由氧气与三氟甲烷混合构成的刻蚀气体，采用干法刻蚀方法形成读出电路电极接触孔和热敏层接触孔；

第八步，制作金属接触电极层：使用钛、铝、氮化钛、钒中的任一种金属，采用电子束蒸发或磁控溅射制作所述金属接触电极层，然后再通过干法刻蚀方法实现图形化；

第九步，制作微桥结构中的电磁波激发层：采用磁控溅射方法或化学气相沉积方法制作形成所述电磁波激发层，然后再利用干法刻蚀方法或者湿法刻蚀方法实现图形化，形成阵列型亚波长微结构；

第十步，刻蚀出微桥结构，去除所述牺牲层，释放微桥结构：先采用干法刻蚀方法刻蚀出微桥结构；再采用下列方法去除所述牺牲层：利用氧等离子体干法去除由光敏型聚酰亚胺或者非光敏型聚酰亚胺制成的所述牺牲层；或者，利用氟化氢气体去除由二氧化硅制成的所述牺牲层；或者，利用氟化氙去除由多晶硅制成的所述牺牲层。

9.按照权利要求8所述的制作红外探测器的方法，其特征在于，所述电磁波激发层的厚度为50nm～200nm。

10.一种多波段非制冷红外焦平面，其特征在于，所述焦平面上规则排布或者不规则排布有多个如权利要求1至7任一项所述的能吸收不同波段红外辐射信号的红外探测器。