[发明专利]双层氧化钒薄膜组件及双波段红外探测单元及其制备方法

权利要求书

1.一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，包括下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜，上层周期结构氧化钒薄膜固定于下层连续氧化钒薄膜的上表面上。

2.根据权利要求1所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述下层连续氧化钒薄膜采用磁控溅射法制得；所述上层周期结构氧化钒薄膜采用剥离法制得。

3.根据权利要求1所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜均为无相变氧化钒薄膜，无相变氧化钒薄膜的电阻温度系数为–2％/K～–6％/K，所述下层连续氧化钒薄膜的厚度为30～200nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，制备所述上层周期结构氧化钒薄膜的剥离法包括以下步骤：

(1)将光刻胶旋转涂覆于所述下层连续氧化钒薄膜表面，得到中间体A；

(2)将中间体A依次进行掩膜曝光、热板烘烤、泛曝光以及显影，得到需要剥离的图案，其中，热板烘烤的温度为60～200℃，时间为0.5～10min；

(3)在需要剥离的图案上通过磁控溅射法制备上层氧化钒薄膜，上层氧化钒薄膜的厚度为200～2000nm；

(4)用丙酮溶液在超声条件下对步骤(3)中的上层氧化钒薄膜进行光刻胶的剥离；得到上层周期结构氧化钒薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述上层周期结构氧化钒薄膜集成了二维周期性光陷阱结构，用于吸收近红外线辐射或中红外线辐射或用于长波红外线辐射的减反层。

6.根据权利要求5所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述二维周期光陷阱结构为周期性的圆孔，圆孔按四方或六方点阵排列，圆孔的周期为1～6μm，圆孔的直径与其周期的比为0.4～0.9。

7.根据权利要求5所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述二维周期光陷阱结构为周期性的方柱，方柱按四方或六方点阵排列，方柱的周期为1～6μm，圆方柱的边长与其周期的比为0.4～0.9。

8.用权利要求1-7任一项所述的双层氧化钒薄膜组件制备的双波段红外探测单元，其特征在于，包括衬底，衬底上固定连接有驱动电路，驱动电路上设置有两个电路接口，在每一个电路接口内固定连接有缓冲层、缓冲层上固定连接有桥形支撑层，桥形支撑层设置于电路接口上方，桥形支撑层的上表面固定连接有桥形顶部电极层，桥形顶部电极层的下部与所述电路接口固定连接；所述桥形顶部电极层的上部水平部分固定连接有所述双层氧化钒薄膜组件，所述桥形支撑层与所述驱动电路之间的空腔为谐振腔。

9.根据权利要求8所述的双波段红外探测单元，其特征在于，所述桥形支撑层由二氧化硅或氮化硅制成，所述桥形支撑层的厚度0.1～1μm；

所述桥形顶部电极层由铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或至少两种的合金制成。

10.如权利要求8或9所述双波段红外探测单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)在带有驱动电路的衬底上生长牺牲层并图形化，使牺牲层图案边缘的断面形状呈现梯形形状，露出驱动电路的电路接口；

(b)在已有牺牲层图案的衬底上制备缓冲层图案，得到中间体B；

(c)在中间体B上制备桥形支撑层，并用光刻工艺形成桥形支撑层图案，露出电极接口，得到中间体C；

(d)在中间体C上制备桥形顶部电极层，并用光刻工艺形成桥形顶部电极层图案，桥形顶部电极层与电极接口电连接，得到中间体D；

(e)在中间体D上制备权利要求1所述的双层氧化钒薄膜组件，得到中间体E；

其中，双层氧化钒薄膜组件中的下层连续氧化钒薄膜与所述中间体D固定连接；

(f)释放中间体E的牺牲层，得到微桥结构，然后进行封装得到双波段红外探测单元。