[发明专利]基于氧化钒单晶片的悬空式光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于氧化钒单晶片的悬空式光电探测器，包括：底座、V₆O₁₃单晶片、源电极以及漏电极；所述底座为凹形，所述V₆O₁₃单晶片的两端固定在所述底座两边的凸起，所述V₆O₁₃单晶片和所述底座之间形成空腔，所述V₆O₁₃单晶片两端的上表面分别镀金属薄膜，分别作为源电极、漏电极。本发明采用的悬空式光电探测器器件结构，利用V₆O₁₃单晶片与基底的悬空，极大的减少了V₆O₁₃单晶片与基底之间发热导，提高探测器的信噪比，显著提高器件的光电性能。本发明提供的基于V₆O₁₃单晶片的悬空式光电器件，实现0.4‑8.8μm的可见—中红外宽光谱光电响应，其响应时间达毫秒级，有望成为第三代非致冷红外探测器的候选材料。

技术领域

本发明涉及光电传感器技术领域，具体涉及一种基于氧化钒单晶片的悬空式光电探测器及其制备方法。

背景技术

红外光电探测器是一项重要的民用和军用技术。各国国防部、政府以及企业都正在积极研究此项技术，近半个世纪来，微加工和半导体材料的科技的迅速发展，为红外技术提供了可靠的探测材料和技术基础，促进了红外探测技术的蓬勃发展和应用研究。

目前以VO_x，准VO₂以及非晶硅薄膜为探测材料的第三代非致冷红外探测器已实现商业化，但目前这些技术仅美国、欧洲以及日本等少数国外发达国家掌握。相比之下，我国在红外探测技术方面起步晚、投资少。面对国外技术封锁，发展也非常缓慢，目前国内非致冷红外探测器的研究尚处于探测材料制备和阵列器件制作阶段。在探测材料选择方面也基本延续国外的VO_x薄膜，为进一步推动我国自主创新，我国应选用一种新型的红外探测材料作为我国红外探测器的候选材料。此外，非制冷红外探测器是利用红外辐射的热效应来实现对物体的探测。由于红外辐射能量小，为了获得较大的探测信号，提高探测器的信噪比，常采用微桥结构来降低探测器与基底之间的热导。目前基于VO_x薄膜的红外探测器在采用微桥结构时，由于其机械硬度低，探测器容易破损、断裂，造成器件成品率低，虽然可以利用低于应力的氮化硅薄膜作为支撑层，但该方法极大的增加了器件的制备工艺和难度。

因此，目前行业内急需研发一种具有红外探测能力，并具备低热导、高机械强度的探测材料来代替VO_x薄膜，便于研制自悬浮支撑结构的探测器。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种基于氧化钒单晶片的悬空式光电探测器及其制备方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于氧化钒单晶片的悬空式光电探测器，包括：底座、V₆O₁₃单晶片(氧化钒单晶片)、源电极以及漏电极；所述底座为凹形，所述V₆O₁₃单晶片的两端固定在所述底座两边的凸起，所述V₆O₁₃单晶片和所述底座之间形成空腔，所述V₆O₁₃单晶片两端的上表面分别镀金属薄膜，分别作为源电极、漏电极。

优选地，所述底座包括支撑层和第一基底；所述第一基底为水平板状，所述支撑层固定在所述第一基底的上表面的两端，形成凹槽，所述底座两边的凸起为所述支撑层。

优选地，所述支撑层为Cu膜，其厚度为500nm。

优选地，所述底座为一体化的内凹形的第二基底。

优选地，所述底座的凹槽宽度为100-200μm。