[发明专利]一种具有高效能谐振腔的红外探测器及其制备方法在审
申请号: | 201811564572.7 | 申请日: | 2018-12-20 |
公开(公告)号: | CN109596225A | 公开(公告)日: | 2019-04-09 |
发明(设计)人: | 刘卫国;王卓曼;刘欢;韩军;周顺;解潇潇;安妍 | 申请(专利权)人: | 西安工业大学 |
主分类号: | G01J5/20 | 分类号: | G01J5/20;G01J5/02 |
代理公司: | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人: | 徐文权 |
地址: | 710021 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 谐振腔 敏感层 反射层 制备 薄膜 红外探测器 高效能 倒装芯片键合 红外探测器件 衬底上表面 芯片集成度 半透半反 薄金属层 光吸收率 厚金属层 空气对流 敏感薄膜 腔体空间 常规的 高真空 金属柱 全反射 热损失 真空腔 探测器 硅片 衬底 镀膜 反射 光刻 减小 上衬 背面 穿透 组装 穿过 腐蚀 制作 | ||
1.一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,包括相对的上衬底(1)和下衬底(5);上衬底(1)的下表面设置有上反射层(2),下衬底(5)的上表面设置有下反射层(4);
上衬底(1)下表面的探测单元四个角依次设置有A1、B1、C1和D1四个点,A1、B1、C1和D1形成第一矩形;下衬底(5)上表面的探测单元四个角依次设置有A2、B2、C2和D2四个点,A2、B2、C2和D2形成第二矩形,第一矩形和第二矩形的尺寸相同且四点位置相对应;A1和C1设有两个凸出的上金属柱(9),A2和C2设有两个凸出的下金属柱(10);上金属柱(9)和下金属柱(10)均垂直于上衬底(1)以及下衬底(5);上金属柱(9)和下金属柱(10)键合时,上反射层(2)、下反射层(4)、上金属柱(9)和下金属柱(10)组成谐振腔(11);谐振腔(11)内固定设置有平行于上衬底(1)和下衬底(5)的敏感层薄膜(3);敏感层薄膜(3)和上反射层(2)之间以及敏感层薄膜(3)和下反射层(4)之间均有间隙;下衬底(5)的下方为进行探测器信号处理与存储的集成电路(8)。
2.根据权利要求1所述的一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,B2和D2上设置有两个凸出的支撑柱(14),共同支撑敏感层薄膜(3);敏感层薄膜(3)位于上衬底(1)和下衬底(5)之间的中间位置;支撑柱(14)选用导电金属材料。
3.根据权利要求1所述的一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,敏感层薄膜(3)的厚度为50-500nm,选用红外热敏感材料。
4.根据权利要求1所述的一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,谐振腔(11)的高度为所述红外探测器工作波长的1/4;探测器工作时谐振腔(11)内部为真空。
5.根据权利要求1所述的一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,上衬底(1)和下衬底(5)均为双面抛光硅片;上衬底(1)的上表面为对红外透明的材料和结构,下表面为对红外半透半反的上反射层(2)。
6.根据权利要求1所述的一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,上反射层(2)和下反射层(4)的材料均选用金属;上反射层(2)的厚度为5-50nm,下反射层(4)的厚度为100-1000nm。
7.根据权利要求1所述的一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,上衬底(1)和上反射层(2)之间设置有上铬薄膜(12),下衬底(5)和下反射层(4)之间设置有下铬薄膜(13);上铬薄膜(12)的厚度为上反射层(2)厚度的0.1;下铬薄膜(13)为下反射层(4)厚度的0.1。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种具有高效能谐振腔的红外探测器,其特征在于,集成电路(8)分为两层,为处理电路(6)和存储电路(7),其中处理电路(6)和下衬底(5)的下表面接触。
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