[发明专利]多波段可见光至近红外焦平面探测器的制备方法

说明书

一种多波段可见光至近红外的焦平面探测器的制备方法，包括：步骤1：在一InP衬底上依次生长牺牲层、N接触层、光吸收层和帽层；步骤2：从帽层的一侧向下刻蚀，刻蚀深度达到N接触层，便于电极引出；步骤3：在接触层和帽层上生长图形金属电极，并在电极上生长铟柱，得到探测器芯片；步骤4：取一个读出电路，将探测器芯片与读出电路倒扣，得到一个焦平面模块；步骤5：对焦平面模块的背面，去除衬底和牺牲层；步骤6：在N接触层上生长SiO₂介质膜，图形化制备多层分光透光膜，形成多波段可见光至近红外焦平面探测器。本发明具有工艺简单，产品成像速度快，成本低的优点，其解决了集成度低的问题。

技术领域

本发明涉及红外探测与成像技术领域，更具体地说，本发明涉及一种多波段可见光至近红外焦平面探测器的制备方法。

背景技术

红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成为电信号的器件，可以捕捉人眼察觉不到的红外光并以电信号的形式进行输出。实现红外探测的材料和器件主要包括基于热效应的热释电探测器，基于光电效应的光电探测器，以及基于石墨烯、碳纳米管，量子点的新材料探测器等。目前，光电探测器的技术最为成熟，基于光电技术的红外探测器小型化后可制备成为密集的探测器阵列，也就是红外焦平面，焦平面是红外相机的核心元件，其在夜视成像，天文观测，工业控制，医疗，通讯等众多领域有着极其广泛的应用。

近年来，多波段红外成像技术引起了许多公司和研究机构的兴趣。在探测器的实际应用中，探测器的响应波段一般是一个较大的范围，而实际探测器的目标往往有一段很强的较窄红外波段，因此直接用探测器观测目标将会有较大的噪声。另外，用整体宽谱的探测器去观测目标，无法区分目标在不同波段辐射分布的细节特征，而分离的多波段同时探测系统能够同时在不同子波段进行成像，成像效果更凸显细节，能够得到更好的分析效果。

目前，实现多波段红外成像的手段主要是从系统层面进行设计，在探测器前面加入机械结构传动的带通滤光片或者透镜系统，有目的地透过特定波段以供后面的探测器吸收，从而实现多个子波段分时成像的目的。但这种设计非常复杂，以滤光片为例，每添加一个需要探测的子波段就要在系统中多加一个对应的滤光片，这样大幅增加了系统的制备成本、体积和复杂度；另外，滤光片和透镜系统的解决方案成像速度也较低，不能很好地满足同步和快速的成像分析。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供了一种多波段可见光至近红外焦平面探测器的制备方法，其是多波段成像系统，具有工艺简单，产品成像速度快，成本低的优点，其解决了集成度低的问题。

本发明提供一种多波段可见光至近红外的焦平面探测器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在一InP衬底1上依次生长牺牲层2、N接触层3、光吸收层4和帽层5；

步骤2：从帽层5的一侧向下刻蚀，刻蚀深度达到N接触层3，便于电极引出；

步骤3：在接触层3和帽层5上生长图形金属电极，并在电极上生长铟柱6，得到探测器芯片；

步骤4：取一个读出电路7，将探测器芯片与读出电路7倒扣，得到一个焦平面模块；

步骤5：对焦平面模块的背面，去除衬底1和牺牲层2；

步骤6：在N接触层3上生长SiO₂介质膜8，图形化制备多层分光透光膜9，形成多波段可见光至近红外焦平面探测器。

本发明提供的这种多波段可见光至近红外焦平面探测器的制备方法，与一般的利用外置滤光片或透镜系统来实现多波段成像的红外系统相比，具有以下突出的优点：

1.本发明制备的多波段可见光至近红外焦平面可见光和近红外并行采集，直接在红外焦平面上分区域形成子波段探测，子波段的选取可以根据金属光栅的结构尺寸来进行灵活调节，满足实际的工作需求。