[发明专利]红外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种红外探测器，其特征在于，包括：

多个阵列排布的探测器像元，每个所述探测器像元包括微桥式探测器结构和超材料金属层；

所述超材料金属层包括多个阵列排布的金属重复单元，每个所述金属重复单元包括两个对角设置的L型图案化结构；

所述红外探测器的红外吸收谱段为3微米至30微米波段；

所述微桥式探测器结构包括：

集成电路衬底以及位于所述集成电路衬底上依次设置的支撑层、电极层和钝化层；

所述微桥式探测器结构包括至少两个梁结构，每个所述梁结构分别连接吸收板和微桥柱；

至少两个所述梁结构中，由所述吸收板向对应的所述微桥柱的梁路径中，交汇于同一节点的两条并行梁结构分别为第一半桥结构和第二半桥结构，所述第一半桥结构和所述第二半桥结构构成热对称结构；

所述第一半桥结构包括支撑层、电极层和钝化层，所述第二半桥结构包括支撑层，所述热对称结构中的所述第一半桥结构的长度大于所述第二半桥结构的长度，所述热对称结构中的所述第一半桥结构与所述第二半桥结构的热导非平衡差值小于等于20％；

每个所述梁结构与所述吸收板具有两个连接点。

2.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述微桥式探测器结构包括：

集成电路衬底以及位于所述集成电路衬底上依次设置的反射层、支撑层、热敏层、电极层和钝化层；

所述超材料金属层位于所述钝化层远离所述电极层的一侧，或者所述超材料金属层位于所述支撑层临近所述反射层的表面。

3.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述微桥式探测器结构包括：

集成电路衬底以及位于所述集成电路衬底上依次设置的反射层、支撑层、热敏层、电极层和钝化层；

所述超材料金属层位于所述热敏层临近所述支撑层的一侧且所述超材料金属层与所述热敏层之间设置有隔离层，或者所述超材料金属层位于所述热敏层临近所述钝化层的一侧且所述超材料金属层临近所述热敏层的一侧设置有隔离层。

4.根据权利要求2或3所述的红外探测器，其特征在于，所述反射层至所述钝化层之间的腔体构成谐振腔，所述谐振腔的高度大于等于1微米，小于等于2.5微米。

5.根据权利要求1-3任一项所述的红外探测器，其特征在于，构成所述超材料金属层的材料包括金、银、铝、铜或钨中的一种或多种。

6.根据权利要求1-3任一项所述的红外探测器，其特征在于，所述金属重复单元的厚度小于等于50纳米。

7.根据权利要求1-3任一项所述的红外探测器，其特征在于，所述L型图案化结构的宽度大于等于0.01微米，小于等于0.5微米，对角设置的两个所述L型图案化结构之间的特定间距大于等于0.01微米，小于等于0.5微米。

8.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，

包含有所述热对称结构的所述梁结构包括至少一个回折结构，至少一个所述回折结构对应设置有支撑杆，所述支撑杆包括支撑层，所述支撑杆与所述回折结构的回折部分构成矩形；

所述支撑杆与该所述支撑杆所在的所述矩形的其它三边结构的热导非平衡差值小于等于20％。

9.一种红外探测器制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-8任一项所述的红外探测器，所述红外探测器制备方法包括：

形成所述微桥式探测器结构；

形成整面的超材料金属层；

刻蚀所述超材料金属层形成阵列排布的所述金属重复单元。

10.根据权利要求9所述的红外探测器制备方法，其特征在于，所述探测器制备方法具体包括：

在集成电路衬底上依次形成反射层、牺牲层、支撑层、热敏层、电极层和钝化层；

刻蚀所述钝化层形成微桥结构钝化层；

在所述微桥结构钝化层上形成整面的超材料金属层；

刻蚀所述超材料金属层形成阵列排布的所述金属重复单元；

释放所述牺牲层；

或者，所述探测器制备方法具体包括：

在集成电路衬底上依次形成反射层、牺牲层、支撑层、热敏层、电极层和钝化层；

在所述钝化层上形成整面的超材料金属层；

刻蚀所述超材料金属层形成阵列排布的所述金属重复单元；

刻蚀所述钝化层形成微桥结构钝化层；

释放所述牺牲层。