[发明专利]具备自测试功能的非制冷红外探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种非制冷红外探测器及其制备方法，尤其是一种具备自测试功能的非制冷红外探测器及其制备方法。按照本发明提供的技术方案，所述具备自测试的非制冷红外探测器，包括非制冷红外探测器本体，所述非制冷红外探测器本体包括读出电路、与所述读出电路电连接的红外敏感层以及与所述红外敏感层正对应的红外吸收结构，所述红外吸收结构包括红外吸收纳米森林。本发明能有效增大红外响应率，并能实现自测试，与现有工艺兼容，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种非制冷红外探测器及其制备方法，尤其是一种具备自测试功能的非制冷红外探测器及其制备方法。

背景技术

非制冷红外探测器通常是电阻型光敏元，当有红外辐射入射到光敏元时，光敏材料的温度会升高，引起光敏材料的电阻发生变化，使得外部处理电路能够探测到相应电阻变化引起的微弱电压或电流变化，从而达到红外探测的目的。

现有的非制冷红外探测器的红外吸收能力普遍都不够强，从而影响其探测能力及应用范围，尤其是一些要求观测温度细微变化的场合，比如精确地测温使用等，吸收率低的非制冷红外探测器无法区分微小的温度差异，导致使用受到限制，鉴于此原因，高吸收率的非制冷红外探测器由于具有较高的响应率和较低的NETD(噪声等效温差)可以满足这样的应用，所以其研究变得异常重要。

目前，非制冷红外探测器的结构大都采用单层结构形式，其红外吸收面积较小，器件响应率较低，后来人们又提出了双层结构，将最上层全部作为吸收层，虽然可以提高红外吸收面积，但器件的结构强度降低，工艺难度增大，良率降低，生产成本提高。

综上，现在非制冷红外探测器的红外吸收率不高，限制了红外探测器的输出，导致红外探测器的灵敏度低，影响红外探测器的探测能力和范围，这也限制了非制冷红外探测器的应用。

研究如何提升红外探测器的响应输出，有助于扩大红外探测器的应用范围，也有助于降低信号处理电路的设计难度。现有技术中，一般通过增大红外吸收面积来提升红外探测器的响应输出，实现方法多为改变红外探测器的结构，提出双层结构、三层结构的红外探测器，即将最上层变为红外吸收层，从而增大红外吸收区的面积。但这样，会增加工艺流程和难度，也会降低器件结构强度，增加成本。

另外，单层结构也有通过在桥面顶部额外增加辅助吸收层来提高红外吸收率的方式，但这样就增加了工艺步骤，提高了生产成本。现有的红外探测器都不具备自测试功能，都需要在生产后通过外部搭建测试系统完成测试，这增加了红外探测器的测试时间和成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具备自测试功能的非制冷红外探测器及其制备方法，其能有效增大红外响应率，并能实现自测试，与现有工艺兼容，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述具备自测试功能的非制冷红外探测器，包括非制冷红外探测器本体，所述非制冷红外探测器本体包括读出电路、与所述读出电路电连接的红外敏感层以及与所述红外敏感层正对应的红外吸收结构，所述红外吸收结构包括红外吸收纳米森林。

还包括红外敏感层适配的红外敏感支撑体，红外敏感层位于红外敏感支撑体内，且红外吸收纳米森林支撑于红外敏感支撑体上，红外敏感层位于读出电路的正上方，红外敏感层通过红外敏感支撑体内的敏感层连接体与读出电路电连接。

在所述读出电路上还设置红外辐射反射层，所述红外辐射反射层与红外敏感层正对应，且红外辐射反射层与红外敏感层间具有能与外部连通的空腔。

还包括自测试结构，对所述自测试结构施加检测电压时，通过自测试结构能对红外敏感层加热，并通过读出电路得到相应的电学响应率；

连续两次对自测试结构施加不同的检测电压后，通过读出电路得到所述两次电学响应率的差值，将响应率差值与预设的响应率阈值比较，以能根据比较结果判断所述非制冷红外探测器本体的工作状态。