[发明专利]一种基于压电谐振器的非制冷红外探测器的制备方法

说明书

一种基于压电谐振器的非制冷红外探测器的制备方法涉及红外探测技术领域，解决了制备方法所得红外探测器吸收率较低的问题，包括制备压电谐振器；压电谐振器上依次制备金属反射层、介质层和金属阵列层；制备读出集成电路衬底；连接读出集成电路衬底和压电谐振器。本发明的制备方法具有集成制造、批量生产、成本低廉等优势；通过在压电谐振器表面集成金属反射层、介质层和金属阵列层，利用金属阵列层实现对红外光谱的增强吸收，吸收能量作用于压电谐振器上，将吸收率提高到80％以上，同时增加了非制冷红外探测器对入射频谱的选择性。该方法所制得的非制冷红外探测器既有传统非制冷红外探测的优点，同时响应快速、探测灵敏度高。

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，具体涉及一种基于压电谐振器的非制冷红外探测器的制备方法。

背景技术

非制冷型红外探测器也叫室温探测器，可在室温条件下工作。非制冷红外探测器一般是热探测器，即通过探测红外辐射的热效应来工作。非制冷红外探测器具有体积小、重量轻、寿命长、成本低、功耗低等优点，因此非制冷红外探测器在军事、安防、医疗检测等领域得到越来越广泛的应用。

近年来，随着微纳传感技术的发展，压电谐振器的应用也扩展到非制冷红外探测器领域。一方面，压电谐振器通常具有微型的尺寸，抗外界干扰能力更强；另一方面，压电谐振器通常工作在谐振模拟，且具有很高的品质因数，所以器件表现出很高的灵敏度；以上两个方面促使基于压电谐振器的非制冷红外探测器表现出优秀的信噪比指标。另外，压电谐振器采用频率读出电路方式，该种方式可以有效抑制闪烁噪声(1/f噪声)。

然而现有的基于压电谐振器的非制冷红外探测器的制备方法中，所制得的探测器均对红外辐射的吸收率较低、均对入射频谱没有选择性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于压电谐振器的非制冷红外探测器的制备方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于压电谐振器的非制冷红外探测器的制备方法，包括如下步骤：

S1、取得硅基底；

S2、在硅基底上制备左通孔、右通孔和凹槽；所述凹槽位于硅基底上表面上，左通孔和右通孔分居凹槽两侧且均贯穿硅基底上下表面；

S3、在左通孔内制备左通孔电极，在右通孔内制备右通孔电极，在左通孔电极下端、硅基底下表面制备第一电极，在右通孔电极下端、硅基底下表面制备第二电极；

S4、利用牺牲层材料填充凹槽制备牺牲层，所述牺牲层覆盖硅基底上表面，牺牲层的厚度大于凹槽的深度；

S5、将硅基底上表面进行平坦化处理直至牺牲层和硅基底上表面共面；

S6、在S5所得的硅基底和牺牲层的上表面制备底电极；所述底电极覆盖S5所得的牺牲层，底电极连接左通孔电极；

S7、在底电极上表面上制备压电层；

S8、在压电层上表面上制备顶电极；所述顶电极连接右通孔电极；

S9、在顶电极上表面上制备金属反射层；

S10、在金属反射层上表面上制备介质层；

S11、在介质层上表面上制备金属阵列层；

S12、刻蚀S5所得的牺牲层，得到空腔，压电谐振器制备完成；

S13、制备读出集成电路衬底；

S14、读出集成电路衬底键合第一电极和第二电极，得到非制冷红外探测器，制备完成。

一种基于压电谐振器的非制冷红外探测器的制备方法制备的非制冷红外探测器。

本发明的有益效果是：