基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器制造技术

基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器涉及红外传感技术领域，解决了现有技术中吸收率较低和宽波段吸收带宽受限的问题，包括依次连接的读出集成电路衬底、微机电谐振器、介质层和金属阵列层，金属阵列层包括复数个金属单元，每个金属单元由至少三种不同尺寸的金属块组成。本发明专利技术非制冷红外传感器通过在FBAR表面集成介质层和金属阵列层，实现非制冷红外传感器对红外光谱的增强吸收，吸收率从20％提高到80％以上，同时实现宽波段吸收，制作简单且红外传感器传感性能优良；通过FBAR等集成在集成读出电路衬底上，可集成制造、批量生产，且成本低廉；既有传统非制冷红外传感的优点，同时响应快速、传感灵敏度高。

Wide-spectrum infrared sensor based on piezoelectric effect and composite plasmon

Wide-spectrum infrared sensor based on piezoelectric effect and composite plasmon involves the field of infrared sensing technology, which solves the problem of low absorption rate and limited absorption bandwidth in the existing technology, including sequentially connected readout integrated circuit substrates, micro-electromechanical resonators, dielectric layers and metal array layers. Metal array layers include multiple metal elements, each of which is from 1 to 1. Less than three different sizes of metal block composition. The uncooled infrared sensor of the invention realizes enhanced absorption of infrared spectrum by integrating dielectric layer and metal array layer on the surface of FBAR, and the absorption rate is increased from 20% to more than 80%. At the same time, it realizes wide band absorption, makes simple and has excellent sensing performance. The uncooled infrared sensor can be integrated on the integrated readout circuit substrate by integrating FBAR, etc., and can be manufactured and batched in an integrated way. It has the advantages of traditional uncooled infrared sensor, fast response and high sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器
本专利技术涉及红外传感
，具体涉及基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器。
技术介绍
根据工作的温度不同，红外传感器一般分为制冷型和非制冷型两大类。制冷型红外传感器通常由半导体材料制成。利用某些材料的光电效应，光敏材料吸收光子后，引起电学参数的改变。为了抑制热载流子及噪声，制冷型红外传感器工作温度通常在77K以下。需要利用制冷机或者液氮等制冷，这将导致其体积和重量相对较大，价格也比较昂贵。非制冷型红外传感器也叫室温传感器，可在室温条件下工作而无需制冷，因此具有更易于便携等优点。非制冷红外传感器一般是热传感器，即通过传感红外辐射的热效应来工作。非制冷红外传感器因其省略了体积庞大、价格昂贵的制冷机构，在体积、重量、寿命、成本、功耗、启动速度及稳定性等方面相比于制冷型红外传感器具有优势。但在响应时间、传感灵敏度方面较制冷型红外传感器存在差距。近年来，随着微纳传感技术的发展，微机电谐振器(FBAR)由于其压电效应其的应用也扩展到非制冷红外传感器领域。一方面，FBAR通常具有微型的尺寸，抗外界干扰能力更强；另一方面，FBAR通常工作在谐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，包括微机电谐振器(2)，其特征在于，该红外传感器还包括连接微机电谐振器(2)的读出集成电路衬底(1)、位于微机电谐振器(2)上表面上的介质层(3)和位于介质层(3)上表面上的金属阵列层(4)，所述金属阵列层(4)包括复数个金属单元(4‑1)，每个金属单元(4‑1)由至少三种不同尺寸的金属块组成。

【技术特征摘要】
1.基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，包括微机电谐振器(2)，其特征在于，该红外传感器还包括连接微机电谐振器(2)的读出集成电路衬底(1)、位于微机电谐振器(2)上表面上的介质层(3)和位于介质层(3)上表面上的金属阵列层(4)，所述金属阵列层(4)包括复数个金属单元(4-1)，每个金属单元(4-1)由至少三种不同尺寸的金属块组成。2.如权利要求1所述的基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，其特征在于，所述读出集成电路衬底(1)包括衬底(1-3)和衬底电极，所述衬底电极的数量为两个，衬底电极位于衬底(1-3)上表面上，衬底电极连接衬底(1-3)和微机电谐振器(2)。3.如权利要求2所述的基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，其特征在于，所述微机电谐振器(2)包括硅基底(2-6)、空腔(2-9)、底电极(2-3)、压电层(2-2)、顶电极(2-1)、左通孔电极(2-8)、右通孔电极(2-7)、第一电极(2-4)和第二电极(2-5)，第一电极(2-4)和第二电极(2-5)位于硅基底(2-6)下表面、且一一对应的连接两个衬底电极，左通孔电极(2-8)和右通孔电极(2-7)均位于硅基底(2-6)内且一一对应连接第一电极(2-4)和第二电极(2-5)，底电极(2-3)连接左通孔电极(2-8)且位于硅基底(2-6)上，空腔(2-9)位于硅基底(2-6)和底电极(2-3)之间，且空腔(2-9)在硅基底(2-6)上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁中翥，陶金，孟德佳，梁静秋，秦余欣，吕金光，张宇昊，秦正，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22