一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法，包括：清洗读出电路表面、沉积像素电极层、制备感光材料层、像素化处理感光材料层、沉积钝化保护层、沉积公共电极层。本发明专利技术的红外焦平面阵列的制备方法将感光材料与读出电路直接耦合，大大简化了加工流程，降低了制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法
本专利技术涉及光电传感器
，尤其涉及一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法。
技术介绍
红外热成像技术有着极其广泛的应用。目前，红外热成像仪主要依赖于窄带半导体材料及辐射热测量计两种方式。窄带半导体材料(如汞镉碲合金(HgCdTe),锑化铟(InSb)等)在液氮温度下具有极高的灵敏度及反应速度。相比于窄带半导体，基于热辐射计的红外成像仪主要依靠热敏元件受热改变电阻来检测，其响应速度慢(20毫秒到200毫秒)，无法应用于高速成像场景，极大的限制了应用。然而，窄带半导体及热辐射测量红外热成像仪依赖复杂、昂贵的材料制备及加工方法。以窄带半导体材料为例，其合成依赖于复杂、高成本、低产出的物理沉积法或化学沉积法，如分子束外延生长及气相合成法。基于窄带半导体材料的红外焦平面阵列与读出电路(ROIC)的整合需要经过铟柱绑定、树脂填充、基底减薄及熱缓冲基底绑定等流程。复杂的加工流程导致生产效率低、制备成本高。目前，单片窄带半导体红外热成像元件成本在3000美金左右。因此，直接将红外感光材料与读出电路进行耦合，可以大大降低成本。然而，传统窄带半导体的加工方法限制了直接与读出电路进行耦合的可能。新型红外材料及新的加工方法成为实现读出电路耦合的关键。基于新型感光材料，为与读出电路的直接耦合提供了可能的技术路线。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术的不足，提供一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法，包括以下步骤：S1：清洗读出电路表面，所述读出电路为市场购买的商业产品；S2：沉积像素电极层，由电子束沉积特定材料构成，沉积使得所述像素电极层不连续覆盖整个读书电路表面，其特征为不连续、分隔独立的电极，间隔为1微米至5微米；S3：制备感光材料层，采用旋涂或滴涂方式制备于基底之上，连续覆盖整个基底表面，且其厚度为100纳米到800纳米之间；S4：像素化处理感光材料层，经过光刻及化学腐蚀方法进行像素化处理，使得所述感光材料层成为不连续、分隔独立的薄膜，间隔为1微米至5微米；S5：沉积钝化保护层，由光刻及电子束沉积蒸镀或旋涂于感光材料层表面，不连续覆盖感光材料层，在感光材料层表面留有5微米至100微米开口，材料选择二氧化硅及其多种聚合物；S6：沉积公共电极层，使用厚度为1纳米到300纳米之间的金属，覆盖整个表面，所述的金属包括金、银、铜、镍。作为一种优选，所述像素电极层由电子束沉积的金属构成，所述的金属包括金、银、铜、镍；金属层的厚度为30纳米至300纳米。作为另一种优选，所述像素电极层由电子束沉积的导电氧化物构成，所述的导电化合物包括氧化锡铟；导电氧化物层的厚度为10纳米到200纳米。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过将液相合成、体积可控、吸收波段可调的硫汞族胶体量子点或硫化硒与读出电路进行直接耦合，提出一种基于读出电路的焦平面阵列制备方法，降低了成产成本，实现了高灵敏度、高分辨率、低成本的热成像。同时，使用胶体量子点或硫化硒作为感光层，可以通过液相化学反应进行制备，具有成本低、产量高的特点，另外可直接旋涂或滴涂于各种读出电路，极大降低了材料加工成本，大大简化了加工流程，降低制造成本。附图说明图1为本专利技术基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法流程示意图；图2为本专利技术基于读出电路的红外焦平面阵列结构图；具体实施方式下面结合实施方式及附图对本专利技术的技术方案作进一步阐述。具体实施方式一：如图1所述，本实施方式是一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法，包括以下步骤：S1：清洗读出电路表面，所述读出电路为市场购买的商业产品；S2：沉积像素电极层，由电子束沉积特定材料构成，沉积使得所述像素电极层不连续覆盖整个读书电路表面，其特征为不连续、分隔独立的电极，间隔为1微米至5微米；S3：制备感光材料层，采用旋涂或滴涂方式制备于基底之上，连续覆盖整个基底表面，且其厚度为100纳米到800纳米之间；S4：像素化处理感光材料层，经过光刻及化学腐蚀方法进行像素化处理，使得所述感光材料层成为不连续、分隔独立的薄膜，间隔为1微米至5微米；S5：沉积钝化保护层，由光刻及电子束沉积蒸镀或旋涂于感光材料层表面，不连续覆盖感光材料层，在感光材料层表面留有5微米至100微米开口，材料选择二氧化硅及其多种聚合物；S6：沉积公共电极层，使用厚度为1纳米到300纳米之间的金属，覆盖整个表面，所述的金属包括金、银、铜、镍。具体实施方式二：本实施方式是具体实施方式一的一种限定，所述像素电极层采用金属构成，所述的金属包括金、银、铜、镍；金属层的厚度为30纳米至300纳米。具体实施方式三：本实施方式是具体实施方式一的另一种限定，所述所述像素电极层由电子束沉积的导电氧化物构成，所述的导电化合物包括氧化锡铟；导电氧化物层的厚度为10纳米到200纳米。根据具体实施方式进行制备的基于读出电路的红外焦平面阵列如图2所示，包括以下部分：公共电极层1，感光材料层2，像素电极层3，图2中4指钝化保护层，5指读出电路，6为入射红外线方向。最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施方式的技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：清洗读出电路表面，所述读出电路为市场购买的商业产品；S2：沉积像素电极层，由电子束沉积特定材料构成，沉积使得所述像素电极层不连续覆盖整个读书电路表面，其特征为不连续、分隔独立的电极，间隔为1微米至5微米；S3：制备感光材料层，采用旋涂或滴涂方式制备于基底之上，连续覆盖整个基底表面，且其厚度为100纳米到800纳米之间；S4：像素化处理感光材料层，经过光刻及化学腐蚀方法进行像素化处理，使得所述感光材料层成为不连续、分隔独立的薄膜，间隔为1微米至5微米；S5：沉积钝化保护层，由光刻及电子束沉积蒸镀或旋涂于感光材料层表面，不连续覆盖感光材料层，在感光材料层表面留有5微米至100微米开口，材料选择二氧化硅及其多种聚合物；S6：沉积公共电极层，使用厚度为1纳米到300纳米之间的金属，覆盖整个表面，所述的金属包括金、银、铜、镍。

【技术特征摘要】
1.一种基于读出电路的红外焦平面阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：清洗读出电路表面，所述读出电路为市场购买的商业产品；S2：沉积像素电极层，由电子束沉积特定材料构成，沉积使得所述像素电极层不连续覆盖整个读书电路表面，其特征为不连续、分隔独立的电极，间隔为1微米至5微米；S3：制备感光材料层，采用旋涂或滴涂方式制备于基底之上，连续覆盖整个基底表面，且其厚度为100纳米到800纳米之间；S4：像素化处理感光材料层，经过光刻及化学腐蚀方法进行像素化处理，使得所述感光材料层成为不连续、分隔独立的薄膜，间隔为1微米至5微米；S5：沉积钝化保护层，由光刻及电子束沉积蒸镀或旋涂于感光材...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鑫，刘明政，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院后勤科学与技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11