一种高光谱光电探测器的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高光谱光电探测器的制备工艺，属于光电材料与器件技术领域，其包括以下步骤：S1、首先对石英玻璃基底进行清洗，再对其表面进行处理；S2、使用电子束光刻在石英玻璃基底上制作光栅阵列的图样，再通过沉积金属和清洗，得到第一层的金属光栅阵列；S3、使用旋涂法在金属光栅阵列之上沉积一层1.5μm厚的SU8介质材料，通过紫外曝光和加热将SU8介质层固定在第一层的金属光栅阵列之上，最终得到窄带分光器阵列；S4、选择InP基InGaAs作为探测器阵列制备材料，制备探测器阵列和与之对应的读出电路进行倒装键合；S5、将窄带分光器阵列与探测器阵列进行贴片集成。本发明专利技术适用于高光谱光电探测器的制备工艺。谱光电探测器的制备工艺。谱光电探测器的制备工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种高光谱光电探测器的制备工艺


[0001]本专利技术属于光电材料与器件
，具体涉及一种高光谱光电探测器的制备工艺。

技术介绍

[0002]红外光谱所含信息极其丰富，红外光谱可以用于分辨物质的化学键、官能团等，同时由于在近红外波段，不同物质也具有明显不同的吸收和反射谱，近红外光谱探测对于物质的筛选和检测也极为重要，光谱仪通常制备难度大、体积大、价格昂贵，而相比光谱仪，高光谱探测器具有低成本、集成度高等优势，并具有较好光谱分辨率，是光谱探测系统的重要发展方向之一。红外高光谱探测器的研发是实现红外光谱成像技术革新的关键，可以用于不同物质的分辨，相比常规的光电探测器，红外高光谱探测器可以获得目标更丰富、更精确、更可靠的物理、化学信息，提高目标的识别度。
[0003]传统高光谱成像仪由红外探测器和传统光学模块两部分组成，通常系统较为复杂且集成度低。目前高光谱探测器向集成化发展，采用人工微结构实现像元级的分光技术，改变了传统高光谱仪需要复杂光路或光栅的模式。本专利技术基于金属和有机聚合物的亚波长微纳光子结构实现了窄带分光阵列以及其与探测器阵列的集成的红外高光谱探测器。因此本专利技术的目的为：实现一种基于导模共振微结构分光阵列的窄带高光谱光电探测器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：解决上述技术问题，提供一种高光谱光电探测器的制备工艺，基于金属和有机聚合物的亚波长微纳光子结构实现了窄带分光阵列，并将其与探测器阵列的集成实现了红外50通道高光谱探测器。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种高光谱光电探测器的制备工艺，包括以下步骤：
[0007]S1、首先对石英玻璃基底进行清洗，再对其表面进行处理；
[0008]S2、使用电子束光刻在石英玻璃基底上制作光栅阵列的图样，再通过沉积金属和清洗，得到第一层的金属光栅阵列；
[0009]S3、使用旋涂法在金属光栅阵列之上沉积一层1.5μm厚的SU8介质材料，通过紫外曝光和加热将SU8介质层固定在第一层的金属光栅阵列之上，最终得到窄带分光器阵列；
[0010]S4、选择InP基InGaAs作为探测器阵列制备材料，制备探测器阵列和与之对应的读出电路进行倒装键合；
[0011]S5、将窄带分光器阵列与探测器阵列进行贴片集成。
[0012]在上述方案中，所述步骤S5中，窄带分光器阵列与探测器阵列进行贴片集成时，分光器阵列的排布采用线列的形式依次排列为900
‑
1500nm的分光器模块。
[0013]在上述方案中，所述步骤S4中，探测器阵列的具体结构组成为n
‑
InP(10
15
cm
‑3，200
‑
300nm)/In0.53Ga0.47As/(10
15
cm
‑3,2.5μm)/p
‑
InP(10
18
cm
‑3,100nm)。
[0014]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0015]1、本专利技术中，基于导模共振原理，采用金属光栅和有机物介质材料的微结构实现了900
‑
1500nm光谱范围内的50通道窄带分光阵列的制备，每个通道的分光器模块对应有探测器像元。
[0016]2、本专利技术中，通过调节周期性结构中金属光栅的宽度，实现分光器结构的窄带透射峰位移动，制备渐变的分光阵列，从而实现对不同波长红外光的选择性透过。
[0017]3、本专利技术中，将窄带分光器阵列与红外探测器阵列进行贴片集成，使其实现宽光谱的高光谱探测。
附图说明
[0018]图1为本专利技术金属光栅阵列的示意图；
[0019]图2为本专利技术50通道窄带分光光谱测试结果。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0021]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]应注意到：标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0025]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以使机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]一种高光谱光电探测器的制备工艺，包括以下步骤：
[0027]S1、首先对石英玻璃基底进行清洗，再对其表面进行处理；
[0028]S2、使用电子束光刻在石英玻璃基底上制作光栅阵列的图样，再通过沉积金属和清洗，得到第一层的金属光栅阵列；
[0029]S3、使用旋涂法在金属光栅阵列之上沉积一层1.5μm厚的SU8介质材料，通过紫外曝光和加热将SU8介质层固定在第一层的金属光栅阵列之上，最终得到窄带分光器阵列；
[0030]S4、选择InP基InGaAs作为探测器阵列制备材料，制备探测器阵列和与之对应的读出电路进行倒装键合；
[0031]S5、将窄带分光器阵列与探测器阵列进行贴片集成。
[0032]进一步地，所述步骤S5中，窄带分光器阵列与探测器阵列进行贴片集成时，分光器阵列的排布采用线列的形式依次排列为900
‑
1500nm的分光器模块，每个通道的分光器模块对应一定的探测器像元。
[0033]进一步地，所述步骤S4中，探测器阵列的具体结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高光谱光电探测器的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、首先对石英玻璃基底进行清洗，再对其表面进行处理；S2、使用电子束光刻在石英玻璃基底上制作光栅阵列的图样，再通过沉积金属和清洗，得到第一层的金属光栅阵列；S3、使用旋涂法在金属光栅阵列之上沉积一层1.5μm厚的SU8介质材料，通过紫外曝光和加热将SU8介质层固定在第一层的金属光栅阵列之上，最终得到窄带分光器阵列；S4、选择InP基InGaAs作为探测器阵列制备材料，制备探测器阵列和与之对应的读出电路进行倒装键合；S5、将窄带分光器阵列与探测器阵列进行贴片集成。2.按照权利要求1所述的一种高光谱光电探测器的制备工艺，其特征在于，所述步骤S5中，窄带分光器阵列与探测器阵列进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫江，刘和桩，王志明，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：