[发明专利]一种基于超表面的非制冷红外成像传感器有效
申请号: | 201910250543.1 | 申请日: | 2017-09-30 |
公开(公告)号: | CN110260981B | 公开(公告)日: | 2020-06-12 |
发明(设计)人: | 王宏臣;王鹏;陈文礼 | 申请(专利权)人: | 烟台睿创微纳技术股份有限公司 |
主分类号: | G01J5/02 | 分类号: | G01J5/02;G01J5/00 |
代理公司: | 烟台上禾知识产权代理事务所(普通合伙) 37234 | 代理人: | 刘志毅 |
地址: | 264006 山东省*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 表面 制冷 红外 成像 传感器 | ||
1.一种基于超表面的非制冷红外成像传感器,其特征在于,包括双层非制冷红外探测器,所述双层非制冷红外探测器包括包含读出电路的半导体衬底和带微桥支撑结构的探测器本体,所述探测器本体包括第一层悬空结构和第二层悬空结构,所述第二层悬空结构设置在所述第一层悬空结构上,所述第一层悬空结构包括金属反射层、绝缘介质层、金属电极层、电极保护层、第一支撑层、热敏保护层和热敏层,所述第二层悬空结构包括超材料支撑层和设置在所述超材料支撑层上的超材料支撑保护层,在超材料支撑保护层上设有超材料结构;
所述超材料结构包括呈矩阵排列的四个区域,分别为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域,在四个区域内分别设有第一超材料结构、第二超材料结构、第三超材料结构和第四超材料结构,所述第一超材料结构和第三超材料结构的形状相同,所述第二超材料结构与所述第四超材料结构的形状相同;
所述第一超材料结构包括矩形框体和设置在所述矩形框体的中间部位的矩形中心板,所述矩形框体和所述矩形中心板之间设有纵横交错的横筋和竖筋,所述矩形框体、横筋和竖筋之间形成多个矩形镂空,所述矩形中心板的面积等于相邻四个矩形镂空及其之间的横筋和竖筋的面积和,所述矩形框体、横筋和竖筋的厚度为12nm,材料为NiCr;所述第二超材料结构包括多个依次排列的竖直薄片,所述竖直薄片为Al,厚度为30nm。
2.根据权利要求1所述的基于超表面的非制冷红外成像传感器,其特征在于,所述半导体衬底上设有所述金属反射层和所述绝缘介质层,所述金属反射层包括若干个金属块;
所述绝缘介质层上设有所述第一支撑层,所述第一支撑层上设有第一锚点孔和第二锚点孔,所述第一锚点孔和第二锚点孔的底部分别设有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔和第二通孔分别终止于所述金属块,所述第一支撑层上、第一锚点孔和第二锚点孔内设有金属电极层,所述金属电极层包括设置在所述第一支撑层上的金属电极和设置在第一锚点孔和第二锚点孔内的金属连线,所述金属电极层上设有电极保护层,所述电极保护层上设有接触孔,所述接触孔终止于所述金属电极,所述电极保护层上设有热敏层,所述热敏层上设有热敏保护层;
所述热敏保护层上设有所述第二层悬空结构,所述超材料支撑层上设有第三锚点孔和第四锚点孔,所述第三锚点孔和第四锚点孔的截面呈梯形,其下端接触所述热敏保护层。
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