[发明专利]红外探测器、红外成像仪及红外探测器的制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种红外探测器、红外成像仪及红外探测器的制备方法，红外探测器包括至少一个像元，所述像元包括：从下至上依次设置的衬底层、至少一个层叠结构和顶层电极层；所述层叠结构包括从下至上依次设置的电极层和量子点红外吸收层；其中，所述量子点红外吸收层中包含有预设数量的胶体量子点，用于探测红外辐射；其中，不同层叠结构中的量子点红外吸收层探测的红外辐射的波长不同。该红外探测器制备工艺简单、成本低廉，此外，由于不同层叠结构中的量子点红外吸收层探测的红外辐射的波长不同，因此将不同探测波长的红外探测材料集成在同一个衬底结构上，可以较好地扩大红外探测器探测范围，提高系统性能。

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种红外探测器、红外成像仪及红外探测器的制备方法。

背景技术

红外探测与成像技术早期主要应用于军事领域，随着行业技术不断进步，红外探测与成像技术应用范围逐步扩大到民用领域，发展速度加快，红外探测器可以分为制冷型光子探测器和非制冷型热探测器两种类型。现阶段，我国红外探测器的研究工作从单元、线列发展到红外焦平面，产品覆盖范围不断扩大，逐步形成了较为完整的红外探测器研究及生成体系。

常用的非制冷型红外探测器，多为热电堆/热电偶、热释电、光机械、微测辐射热计等类型。常用的高端制冷型红外探测器多采用窄带隙的碲铬汞材料，或者固体半导体量子阱、量子点等制备，利用其直接吸收光子跃迁相关的光电效应来探测红外辐射。这些器件性能好，但其芯片材料需要用复杂的外延技术来实现，成本高昂。例如，量子阱红外探测器或外延量子点红外探测器件的红外吸收材料需要用分子束外延或者化学气相沉积等复杂的技术来制备合成，制备工艺复杂；并且，分子束外延还需要超高真空环境，导致该种红外吸收材料的制备成本非常高昂；另外，由于受外延设备的限制，该种红外吸收材料的制备尺寸相对有限，同时其所能探测波长的可调节性差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种红外探测器、红外成像仪及红外探测器的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种红外探测器，包括至少一个像元，所述像元包括：从下至上依次设置的衬底层、至少一个层叠结构和顶层电极层；

所述层叠结构包括从下至上依次设置的电极层和量子点红外吸收层；

其中，所述量子点红外吸收层中包含有预设数量的胶体量子点，用于探测红外辐射；其中，不同层叠结构中的量子点红外吸收层探测的红外辐射的波长不同。

进一步地，对于每个层叠结构，量子点红外吸收层的尺寸小于电极层，对于相邻的两个层叠结构，位于上方的层叠结构的电极层与位于下方的层叠结构的量子点红外吸收层的尺寸相同，位于上方的层叠结构的电极层的尺寸小于位于下方的层叠结构的电极层。

进一步地，当所述红外探测器包括多个像元时，所述多个像元呈阵列排布。

进一步地，在所述衬底层与层叠结构间设置有红外辐射吸收增强层，所述红外辐射吸收增强层包括:预设特定的光学结构或预设光学膜以增强对红外辐射的吸收。

进一步地，相邻两个像元的间距为10～50μm。

进一步地，各个层叠结构中的电极层的厚度为50～500nm。

第二方面，本发明实施例提供了一种红外成像仪，包括：如第一方面所述的红外探测器。

第三方面，本发明实施例提供了一种红外探测器的制备方法，包括：

制备衬底层；

在所述衬底层上方自下而上制备至少一个层叠结构，并在最上方的层叠结构的表面制备顶层电极层；其中，每个层叠结构均包括从下至上依次设置的电极层和量子点红外吸收层；