基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法技术

基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法涉及红外探测技术领域，解决了制备方法所得红外探测器吸收率较低和双波段吸收增加吸收层厚度的问题，包括制备微机电谐振器；其上依次制备介质层和金属阵列层；制备读出集成电路衬底；连接读出集成电路衬底和微机电谐振器；金属阵列层包括复数个由两种不同尺寸的金属块组成的金属单元。本发明专利技术的制备方法具有集成制造、批量生产、成本低廉等优势；通过在微机电谐振器表面集成金属阵列层，实现非制冷红外探测器对红外光谱的增强吸收，通过金属块尺寸变换实现双波段，不增加吸收层厚度且红外探测器探测性能优良；制得的探测器既有传统非制冷红外探测的优点，同时响应快速、灵敏度高。

Fabrication of Two-band Uncooled Infrared Detector Based on Microelectromechanical Resonator

The fabrication method of dual-band uncooled infrared detectors based on micro-electro-mechanical resonators involves the field of infrared detection technology, which solves the problems of low absorption rate of infrared detectors and increasing the thickness of absorption layer by dual-band absorption, including fabrication of micro-electro-mechanical resonators, successive fabrication of dielectric layer and metal array layer on them, fabrication of readout integrated circuit substrates, connection and readout integration. Circuit substrates and microelectromechanical resonators; metal array layers consist of a plurality of metal elements consisting of two different sizes of metal blocks. The preparation method of the invention has the advantages of integrated manufacturing, batch production, low cost, etc. By integrating metal array layer on the surface of micro-electromechanical resonator, the uncooled infrared detector can enhance the absorption of infrared spectrum, and the dual-band can be realized by changing the size of metal block, without increasing the thickness of absorption layer, and the detection performance of the infrared detector is excellent. The advantages of cold infrared detection are fast response and high sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法
本专利技术涉及红外探测
，具体涉及基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法。
技术介绍
根据工作的温度不同，红外探测器一般分为制冷型和非制冷型两大类。制冷型红外探测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，制冷型红外探测器工作温度通常在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。非制冷型红外探测器也叫室温探测器，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。非制冷红外探测器一般是热探测器，即通过探测红外辐射的热效应来工作。非制冷红外探测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探测器具有优势。但在响应时间、探测灵敏度方面较制冷型红外探测器存在差距。近年来，随着微纳传感技术的发展，微机电谐振器的应用也扩展到非制冷红外探测器领域。一方面，微机电谐振器通常具有微型的尺寸，抗外界干扰能力更强；另一方面，微机电谐振器通常工作在谐振模拟，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、取得硅基底(2‑6)；S2、在硅基底(2‑6)上制备左通孔(2‑18)、右通孔(2‑17)和凹槽(2‑19)；所述凹槽(2‑19)位于硅基底(2‑6)上表面上，左通孔(2‑18)和右通孔(2‑17)分居凹槽(2‑19)两侧且均贯穿硅基底(2‑6)上下表面；S3、在左通孔(2‑18)内制备左通孔电极(2‑8)，在右通孔(2‑17)内制备右通孔电极(2‑7)，在左通孔电极(2‑8)下端、硅基底(2‑6)下表面制备第一电极(2‑4)，在右通孔电极(2‑7)下端、硅基底(2‑6)下表面制备第二电极(2‑5)；S4、...

【技术特征摘要】
1.基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、取得硅基底(2-6)；S2、在硅基底(2-6)上制备左通孔(2-18)、右通孔(2-17)和凹槽(2-19)；所述凹槽(2-19)位于硅基底(2-6)上表面上，左通孔(2-18)和右通孔(2-17)分居凹槽(2-19)两侧且均贯穿硅基底(2-6)上下表面；S3、在左通孔(2-18)内制备左通孔电极(2-8)，在右通孔(2-17)内制备右通孔电极(2-7)，在左通孔电极(2-8)下端、硅基底(2-6)下表面制备第一电极(2-4)，在右通孔电极(2-7)下端、硅基底(2-6)下表面制备第二电极(2-5)；S4、利用牺牲层材料填充凹槽(2-19)制备牺牲层(2-29)，所述牺牲层(2-29)覆盖硅基底(2-6)上表面，牺牲层(2-29)的厚度大于凹槽(2-19)的深度；S5、将硅基底(2-6)上表面进行平坦化处理直至牺牲层(2-29)和硅基底(2-6)上表面共面；S6、在S5所得的硅基底(2-6)和牺牲层(2-29)的上表面制备底电极(2-3)；所述底电极(2-3)覆盖S5所得的牺牲层(2-29)，底电极(2-3)连接左通孔电极(2-8)；S7、在底电极(2-3)上表面上制备压电层(2-2)；S8、在压电层(2-2)上表面上制备顶电极(2-1)；所述顶电极(2-1)连接右通孔电极(2-7)；S9、在顶电极(2-1)上表面上制备介质层(3)；S10、在介质层(3)上表面上制备金属阵列层(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)由两种不同尺寸的金属块组成。S11、刻蚀S5所得的牺牲层(2-29)，得到空腔(2-9)，微机电谐振器(2)制备完成；S12、制备读出集成电路衬底(1)；S13、读出集成电路衬底(1)键合第一电极(2-4)和第二电极(2-5)，得到非制冷红外探测器，制备完成。2.如权利要求1所述的基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法，其特征在于，在所述S13之后还包括封装的步骤。3.如权利要求2所述的基于微机电谐振器的双波段非制冷红外探测器的制备方法，其特征在于，所述封装的步骤具体为在读出集成电路衬底(1)上胶连围板，再在围板上部胶连红外窗口，所述红外窗口位于金属阵列层(4)的正上方；读出集成电路衬底(1)、围板和红外窗口组成密封腔。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶金，梁中翥，孟德佳，吕金光，秦余欣，梁静秋，罗奕，
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