[实用新型]耐高过载高灵敏度平面电极结构热释电探测器

说明书

技术领域

本实用新型属于光电探测技术领域，具体涉及一种耐高过载高灵敏度平面电极结构的红外热释电探测器。

背景技术

红外热释电探测器具有体积小、重量轻、无需制冷等优点，广泛应用于军事、医疗、环境监测、安全消防、红外光谱仪、红外气体分析仪等军民领域。如附图1所示，红外热释电探测器实际上等效于一个平板电容器，通常将两个金属电极分别制作于热释电晶片的正、反两面，并通过导电胶粘接金丝的方式引出电极，形成上、下电极结构。随着对红外热释电探测器性能要求的不断提高，尤其需要快速响应和高灵敏度的条件下，热释电探测器光敏元的厚度需要减薄至10微米左右，在制作过程中，热释电探测器的光敏元极易损坏。在热释电探测器光敏元的正、反两面制作金属电极和引出电极时，目前常采用附图2所示的使用一个环状结构件形成悬空结构的衬底制作热释电探测器的工艺，或者采用附图3所示的平面衬底上形成带衬底结构制作热释电探测器的工艺，现有的技术导致热释电探测器的成品率极低，引出电极的可靠性差，耐高过载性能差。采用现有的红外热释电探测器的上、下电极结构，不论是悬空结构还是带衬底结构制作热释电探测器，其工艺难度大，成品率极低，并且引出电极的可靠性也较差，不能适应耐高过载和高灵敏度的工作条件。

实用新型内容

为了获得高性能耐高过载的红外热释电探测器，本实用新型提供一种耐高过载高灵敏度平面电极结构热释电探测器，通过制备新型红外吸收膜和绝热层的方式，提高探测器吸收率、减小热传导，大幅提高器件的灵敏度、可靠性和耐高过载特性。

本实用新型所述的耐高过载高灵敏度平面电极结构热释电探测器，其特征在于在热释电晶片的下表面上制备一层全反射电极，在全反射电极的下表面上制备一层绝热层，绝热层的下表面与衬底用粘接胶粘接；在热释电晶片的上表面的中心位置制备红外吸收层，红外吸收层是半透明电极与二氧化硅膜构成的两层复合结构，也可以是半透明电极与有机薄膜构成的两层复合结构，或者是吸收层全反射电极、介质层和半透明电极构成的三层复合结构，从两层复合结构的红外吸收层的半透明电极引出金丝引线，或者从三层复合结构的吸收层全反射电极引出金丝引线；在热释电晶片的上表面、红外吸收层的周围制备一层引出电极，引出电极与红外吸收层之间不相连接，引出电极引出金丝引线。

本实用新型的有益效果是：红外探测器芯片的下电极通过电容耦合的方式从热释电晶片的背面转换至正面，实现了电极结构的平面化，使两个电极均从正面引出，降低了工艺难度，提高了成品率；绝热层减小了热释电晶片与衬底之间的热传导，提高了探测器的灵敏度；红外吸收层增加了探测器的红外吸收率，提高了探测器的红外探测率。

附图说明

图1、图2和图3为现有的上、下电极结构的热释电探测器示意图；

图4为本实用新型实施例的示意图；

图5为本实用新型实施例一和实施例二的剖面图；

图6为本实用新型实施例三的剖面图。

图中，1为全反射电极，2为热释电晶片，3为红外吸收层，3a为半透明电极，3b为二氧化硅膜，3c为介质层，3d为吸收层全反射电极，4为金丝引线，5为衬底，6为粘接胶，7为绝热层，9为引出电极。

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例一：

如图4和图5所示，实施例一所述的耐高过载高灵敏度平面电极结构热释电探测器，其特征在于：在热释电晶片2的下表面上制备一层全反射电极1，在全反射电极的下表面上制备一层绝热层7，绝热层的下表面与衬底5用粘接胶6粘接；在热释电晶片的上表面的中心位置制备红外吸收层3，红外吸收层是由半透明电极3a与二氧化硅膜3b构成的两层复合结构，从两层复合结构的红外吸收层的半透明电极采用球焊的方式引出金丝引线4，在热释电晶片的上表面、红外吸收层的周围制备一层引出电极9，引出电极与红外吸收层之间不相连接，引出电极采用球焊的方式引出金丝引线。

热释电晶片2的厚度为10微米左右；全反射电极1采用镍铬材料或者采用铬金金属膜，厚度在2000A以上；绝热层7采用多孔二氧化硅材料或者采用环氧型有机薄膜，厚度为2微米左右；衬底5采用玻璃、硅、蓝宝石或者陶瓷材料；绝热层与衬底的粘接胶用光学胶。

在半透明电极3a的上表面上制备的二氧化硅膜3b的厚度为1.5微米左右。引出电极9为常用的铬金电极，厚度在5000A以上。

实施例二：