一种太赫兹微测辐射热计及其制造方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种制造太赫兹微测辐射热计的方法，包括：制备衬底并形成金属反射层；在金属反射层上形成光敏聚酰亚胺层；在光敏聚酰亚胺层上形成介质覆盖层；在介质覆盖层上形成悬空的微桥结构；在微桥结构上形成太赫兹辐射吸收层；其中从光敏聚酰亚胺层与金属反射层接触的位置到微桥结构的中心部分的距离为太赫兹辐射的波长的四分之一。本发明专利技术的实施例中的太赫兹微测辐射热计通过调整光敏聚酰亚胺层厚度，可以使微桥结构获得满足“1/4波长”的有效光学谐振器高度，从而增强太赫兹辐射吸收层的吸收效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及太赫兹探测
，尤其是涉及。
技术介绍
太赫兹是指频率为0.1-10 THz (ITHz = 112Hz)范围的电磁波，对应波长范围为3mm-30Mm，位于毫米波与红外波之间，与其它波段的电磁辐射相比有其独特的性质:①瞬态性:太赫兹脉冲的典型脉宽在皮秒量级；?宽带性:太赫兹脉冲源通常只包含若干个周期的电磁振荡，单个脉冲的频带可以覆盖GHz至几十THz的范围相干性:太赫兹时域光谱技术的相干测量技术能够直接测量太赫兹电场的振幅和相位，可以方便地提取样品的折射率、吸收系数低能性:太赫兹光子的能量只有毫电子伏特，不会因为电离而破坏位比被检测物质，从而可以安全地进行生物医学方面的检测和诊断穿透性:太赫兹辐射对于很多非极性绝缘物质，例如硬纸板、塑料、纺织物等包装材料都有很高的穿透特性，对藏匿物体进行探测惧水性:大多数极性分子如水分子、氨分子等对太赫兹辐射有强烈的吸收，可以通过分析它们的特征谱研究物质含水量或者进行产品质量控制光谱的特征吸收:由于许多极性大分子的振动和转动能级正好处于太赫兹频带范围，使太赫兹光谱技术在分析和研究大分子方面有广阔的应用前景。太赫兹室温探测器是一个新发展的研究方向，具有室温工作、体积小、响应快、可成面阵图像、应用范围广等特点。目前，实现小型化太赫兹波能量探测的技术包括热释电太赫兹探测器和高莱探测器(Golay Cell)两种。太赫兹探测器探测单元中的热敏感薄膜对太赫兹波吸收很弱，使得太赫兹辐射信号检测的难度较大。传统的红外探测器，如微测辐射热计，对太赫兹的吸收仅为红外吸收的2~5%左右，甚至比器件材料的不均匀度还要低，故极难区分噪音与被检信号。因此，需要优化太赫兹探测器以增强吸收性能。传统的红外微测辐射热计优化项目，有三种种不同的优化方法。其一是改变吸收层材料，增强吸收层的吸收率；其二是使用天线耦合法，利用电磁波理论增强太赫兹波吸收，其三是优化谐振腔，增强太赫兹波辐射吸收。其中，由于太赫兹波长较长，对于提高谐振腔高度，使之满足“ 1/4波长”的有效光学谐振器高度，难度较大。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供能够显著提高太赫兹辐射吸收率的太赫兹微测辐射热计及其制造方法。本专利技术公开的技术方案包括: 提供了一种制造太赫兹微测辐射热计的方法，其特征在于，包括:制备衬底；在所述衬底上形成金属反射层；在所述金属反射层上形成光敏聚酰亚胺层，并在所述光敏聚酰亚胺层中制备金属电极和金属引线；在所述光敏聚酰亚胺层上形成介质覆盖层，所述介质覆盖层覆盖所述光敏聚酰亚胺层；在所述介质覆盖层上形成悬空的微桥结构，所述微桥结构的周缘部分支撑在所述介质覆盖层上，所述微桥结构的中心部分远离所述介质覆盖层并通过连接部分与所述周缘部分连接；在所述中心部分上形成太赫兹辐射吸收层；其中从所述光敏聚酰亚胺层与所述金属反射层接触的位置到所述微桥结构的所述中心部分的距离为太赫兹福射的波长的四分之一。本专利技术的一个实施例中，在所述金属反射层上形成光敏聚酰亚胺层包括:在所述金属反射层上旋涂光敏聚酰亚胺溶液，然后对涂覆的光敏聚酰亚胺薄膜进行烘烤以去除涂覆的光敏聚酰亚胺薄膜中的溶剂。本专利技术的一个实施例中，在所述光敏聚酰亚胺层中制备金属电极和金属引线包括:用光刻机对所述光敏聚酰亚胺层进行曝光，形成电极孔；用磁控溅射方法在所述光敏聚酰亚胺层中形成金属电极和金属引线。本专利技术的一个实施例中，所述介质覆盖层完全覆盖所述光敏聚酰亚胺层。本专利技术的一个实施例中，还包括:在所述微桥结构上形成金属电极层，所述金属电极层连接所述太赫兹辐射吸收层和所述光敏聚酰亚胺层中的金属电极和金属引线。本专利技术的一个实施例中，还包括:在所述太赫兹辐射吸收层上形成介质层和金属吸收层。本专利技术的实施例中还提供了一种太赫兹微测辐射热计，其特征在于，包括:衬底；金属反射层，所述金属反射层形成在所述衬底上；光敏聚酰亚胺层，所述光敏聚酰亚胺层形成在所述金属反射层上，所述光敏聚酰亚胺层中形成有金属电极和金属引线；介质覆盖层，所述介质覆盖层形成在所述光敏聚酰亚胺层上并覆盖所述光敏聚酰亚胺层；微桥结构，所述微桥结构形成在所述介质覆盖层上，并且所述微桥结构的周缘部分支撑在所述介质覆盖层上，所述微桥结构的中心部分远离所述介质覆盖层并通过连接部分与所述周缘部分连接；太赫兹辐射吸收层，所述太赫兹辐射吸收层形成在所述中心部分上；其中从所述光敏聚酰亚胺层与所述金属反射层接触的位置到所述微桥结构的所述中心部分的距离为太赫兹福射的波长的四分之一。本专利技术的一个实施例中，所述介质覆盖层完全覆盖所述光敏聚酰亚胺层。本专利技术的一个实施例中，所述微桥结构上还形成有金属电极层，所述金属电极层连接所述太赫兹辐射吸收层和所述光敏聚酰亚胺层中的金属电极和金属引线。本专利技术的一个实施例中，所述太赫兹辐射吸收层上还形成有介质层和金属吸收层。本专利技术的实施例中的太赫兹微测辐射热计增加了光敏聚酰亚胺层和介质层，在介质层上形成悬空的微桥结构，微桥结构顶层制备有太赫兹辐射吸收层。通过调整光敏聚酰亚胺层厚度，可以使微桥结构获得满足“1/4波长”的有效光学谐振器高度，从而增强太赫兹辐射吸收层的吸收效率。介质层完整覆盖光敏聚酰亚胺层，保证其在上层微桥结构中牺牲层释放时不被去除，形成良好的力学支撑。该微桥结构有效解决较高的光学谐振腔与高落差下的稳定电学连通之间的矛盾，显著提高微桥结构的太赫兹辐射吸收率，工艺实现难度小。【附图说明】图1是本专利技术一个实施例的制造太赫兹微测辐射热计的方法的流程示意图。图2是本专利技术一个实施例的太赫兹微测辐射热计的结构示意图。【具体实施方式】下面将结合附图详细说明本专利技术的实施例的太赫兹微测辐射热计的具体结构以及其制造方法的具体步骤。图1为本专利技术一个实施例的制造太赫兹微测辐射热计的方法的流程示意图。图2为根据本专利技术一个实施例制造的太赫兹微测辐射热计的结构示意图。如图1所示，本专利技术的一些实施例中，在步骤10，可以制备衬底I，并且在衬底上形成金属反射层2。本专利技术的一些实施例中，制备衬底I的方法以及在衬底上形成金属反射层2的方法可以是本领域常用的方法，在此不再详述。在步骤20中，可以在金属反射层2上形成光敏聚酰亚胺层4，并在该光敏聚酰亚胺层中制备金属电极和金属引线3。本专利技术的一些实施例中，可以使用旋涂的方法，在该金属反射层2上旋涂光敏聚酰亚胺溶液，从而在金属反射层上形成光敏聚酰亚胺薄膜，然后对涂覆的光敏聚酰亚胺薄膜进行烘烤(例如，在120°C以下的温度下)以去除涂覆的光敏聚酰亚胺薄膜中的溶剂。在形成光敏聚酰亚胺层时，光敏聚酰亚胺层的厚度可以通过控制旋涂时旋涂机的转速和/或旋涂次数而进行调节。本专利技术的一些实施例中，控制光敏聚酰亚胺层的厚度，可以使得该光敏聚酰亚胺层4增加微桥结构7 (下文中详述)的光学谐振腔高度，使之满足波长的四分之一的最佳谐振高度。例如，一个实施例中，可以使从光敏聚酰亚胺层4与金属反射层2接触的位置到微桥结构7的中心部分72 (下文中详述)的距离为太赫兹福射的波长的四分之一。本专利技术的一些实施例中，在制备金属电极和金属引线3时，可以使用光刻机对光敏聚酰亚胺层进行曝光，形成电极孔，然后用磁控溅射的方法在光敏聚酰亚胺层中形成金属电极和金属引线3。金属电极和金属引线3的厚度可以在0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造太赫兹微测辐射热计的方法，其特征在于，包括：制备衬底；在所述衬底上形成金属反射层；在所述金属反射层上形成光敏聚酰亚胺层，并在所述光敏聚酰亚胺层中制备金属电极和金属引线；在所述光敏聚酰亚胺层上形成介质覆盖层，所述介质覆盖层覆盖所述光敏聚酰亚胺层；在所述介质覆盖层上形成悬空的微桥结构，所述微桥结构的周缘部分支撑在所述介质覆盖层上，所述微桥结构的中心部分远离所述介质覆盖层并通过连接部分与所述周缘部分连接；在所述中心部分上形成太赫兹辐射吸收层；其中从所述光敏聚酰亚胺层与所述金属反射层接触的位置到所述微桥结构的所述中心部分的距离为太赫兹辐射的波长的四分之一。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兴，范俊，陈伟钦，刘玉林，吴志明，蒋亚东，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51