一种红外探测器用吸收膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种红外探测器用吸收膜，其包括设置在芯片基底、红外透明材料玻璃或晶体基底上的正入射的单向吸收膜，此单向吸收膜为多层复合薄膜，自下而上依次包括金属高反膜层、陶瓷膜层、金属过渡膜层、半导体材料膜层、介质保护膜层；同时公开上述红外探测器用吸收膜的制备方法。本发明专利技术具有优异的选择光谱吸收和光隔断能力，在1.7～7μm的短/中波红外波段，调整低反射区域位置和最低反射率值，能够获得对应不同探测器应用所需的最佳吸收效果。应不同探测器应用所需的最佳吸收效果。应不同探测器应用所需的最佳吸收效果。

【技术实现步骤摘要】
一种红外探测器用吸收膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于红外探测
，尤其是涉及一种红外探测器用吸收膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着红外技术的不断进步及应用需求的推动，作为红外系统核心部件的红外探测器应用越来越广泛，在军事领域的制导、跟踪、夜视和大地测绘等方面具有非常重要的应用，同时在国民经济领域的工业过程监控、医疗的疾病诊断和传染病预防、自然预报和环境灾害监测等领域有着非常广阔的应用前景。
[0003]高性能红外探测器采用低温制冷杜瓦封装结构，其包括半导体光敏芯片、冷屏、滤光片、红外窗口、电极引线、过渡引线片/环等，来自视场外背景辐射的外部杂散光、内部光机结构辐射杂散光，通过芯片表面的反射、透射光学零件表面和镜筒内壁等非光学表面的残余反射、散射，以及正常光路中光学透射元件表面的多次反射，形成非正常传输杂散辐射的光学干扰，使得像质变差，甚至形成“鬼像”，降低目标信号的对比清晰度，影响信噪比和探测性能。杂散辐射光的抑制逐渐成为高性能探测器提高探测能力和成像质量的一个关键。
[0004]就杂散光抑制而言，一方面是对正常传输光的红外光学元件窗口、滤光片、芯片表面等进行光学薄膜优化，以提高光学透过性能、降低表面反射等；另一方面由于不可避免的光学元件表面、冷屏、引线片等非光学表面的反射和散射，特别如探测芯片表面的金属电极膜，对红外辐射是高的反射等，因此通过对非正常传输光路元件部分采用红外吸收膜处理，达到吸收并阻光的作用，减少多次反射返回探测光敏面的杂散辐射，从而提高低温制冷红外探测器的信噪比和探测性能。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，针对非正常传输光路的元件或其部分非正常传输区域，本专利技术的目的是提供一种红外探测器用吸收膜及其制备方法，其在探测器的半导体材料芯片或其他电极引线片/环等红外光学玻璃或晶体材料上，在其非正常传输光路的部分区域，制备红外吸收膜，使得镀该吸收膜的区域对入射的光辐射截止，并尽可能多的光吸收和少的表面反射，以减少探测器内经光学/非光学元件表面多次反射而进入光敏元的杂散光，提高探测器的信噪比和探测性能。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种红外探测器用吸收膜，其包括设置在芯片基底上的正入射的单向吸收膜，此单向吸收膜为多层复合薄膜，自下而上依次包括金属高反膜层、陶瓷膜层、金属过渡膜层、半导体材料膜层、介质保护膜层。
[0008]进一步地，上述的金属高反膜层的材料选自Al、Au或Pt；陶瓷膜层的材料选自Cerm；金属过渡膜层的材料选自Cr或Ti；半导体材料膜层的材料选自Ge或Si；介质保护膜层
的材料选自SiO、SiO2、ZnS或ZnSe。
[0009]进一步地，上述的金属高反膜层的厚度为陶瓷膜层的厚度为金属过渡膜层的厚度为半导体材料膜层的厚度为介质保护膜层的厚度为
[0010]进一步地，上述的金属高反膜层下部还设置有介质绝缘膜层。
[0011]更进一步地，上述的介质绝缘膜层的材料选自SiO、SiO2、Ti3O5、Ta
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、ZnS、ZnSe或MgF2。
[0012]再进一步地，上述的介质绝缘膜层的厚度为
[0013]进一步地，上述的芯片基底为InSb或HgCdTe材料。
[0014]一种红外探测器用吸收膜，其包括设置在红外透明玻璃或晶体材料基底上的正入射的单向吸收膜，此单向吸收膜为多层复合薄膜，自下而上依次包括金属高反膜层、陶瓷膜层、金属过渡膜层、半导体材料膜层、介质保护膜层。
[0015]进一步地，上述的金属高反膜层的材料选自Al、Au或Pt；陶瓷膜层的材料选自Cerm；金属过渡膜层的材料选自Cr或Ti；半导体材料膜层的材料选自Ge或Si；介质保护膜层的材料选自SiO、SiO2、ZnS或ZnSe。
[0016]进一步地，上述的金属高反膜层的厚度为陶瓷膜层的厚度为金属过渡膜层的厚度为半导体材料膜层的厚度为介质保护膜层的厚度为
[0017]进一步地，上述的金属高反膜层下部还设置有介质绝缘膜层。
[0018]更进一步地，上述的介质绝缘膜层的材料选自SiO、SiO2、Ti3O5、Ta
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、ZnS、ZnSe或MgF2。
[0019]再进一步地，上述的介质绝缘膜层的厚度为
[0020]一种红外探测器用吸收膜，其包括设置在红外透明玻璃或晶体材料基底上的红外双向吸收膜，此双向吸收膜为多层复合薄膜，自下而上依次包括介质绝缘过渡膜层、第一半导体材料膜层、第一金属过渡膜层、第一陶瓷膜层、金属高反膜层、第二陶瓷膜层、第二金属过渡膜层、第二半导体材料膜层、介质保护膜层。
[0021]进一步地，上述的介质绝缘过渡膜层的材料选自SiO、SiO2、Ti3O5、Ta
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、ZnS、ZnSe或MgF2；第一、第二半导体材料膜层的材料均选自Ge或Si；第一、第二金属过渡膜层的材料选自Cr或Ti；第一、第二陶瓷膜层的材料选自Cerm；金属高反膜层的材料选自Al、Au或Pt；介质保护膜层的材料选自SiO、SiO2、ZnS或ZnSe。
[0022]进一步地，上述的介质绝缘过渡膜层的厚度为第一、第二半导体材料膜层的厚度为第一、第二金属过渡膜层的厚度为第一、第二金属过渡膜层的厚度为第一、第二陶瓷膜层的厚度为金属高反膜层的厚度为金属高反膜层的厚度为介质保护膜层的厚度为
[0023]上述的红外探测器用吸收膜，其应用在1.7～7μm的短/中波红外光谱区间。
[0024]一种红外探测器用吸收膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0025]S1、选用光刻胶为掩膜材料在芯片基底、红外透明玻璃或晶体材料基底上采用光刻剥离的方法形成薄膜图形；
[0026]S2、吸收膜的真空蒸发镀膜校准：采用低温60～80℃沉积，石英晶控法进行步骤S2中的多层膜的物理厚度监控；
[0027]S3、按照步骤S2中的经校准的多层膜厚度及蒸发参数，沉积吸收膜的多层复合薄膜；
[0028]S4、将步骤S3中的吸收膜的光刻胶剥离，得到红外吸收膜；
[0029]S5、通过对步骤S4中的红外吸收膜进行反射光谱性能和膜层表面性能测试，完成红外吸收膜的制备。
[0030]由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性：
[0031]该红外探测器用吸收膜及其制备方法，其全波段红外透过率为0，探测器响应的工作光谱波段，实现了低反射、高吸收的光截止；具有优异的选择光谱吸收和光隔断能力，在1.7～7μm的短/中波红外波段，调整低反射区域位置和最低反射率值，能够获得对应不同探测器应用所需的最佳吸收效果。
[0032]该红外探测器用吸收膜及其制备方法，其在探测器的半导体材料芯片或其他电极引线片/环等红外光学玻璃或晶体材料上，在其非正常传输光路的部分区域，制备红外吸收膜，对器件内芯片和引线片/环上非正常光路的非光敏区，进行全波段光的隔断和器件工作波段内光的吸收及其低的反射，减小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外探测器用吸收膜，其特征是：其包括设置在芯片基底、红外透明材料玻璃或晶体基底上的正入射的单向吸收膜，此单向吸收膜为多层复合薄膜，自下而上依次包括金属高反膜层、陶瓷膜层、金属过渡膜层、半导体材料膜层、介质保护膜层。2.根据权利要求1所述的红外探测器用吸收膜，其特征是：其金属高反膜层下部还设置有介质绝缘膜层。3.根据权利要求1所述的红外探测器用吸收膜，其特征是：其金属高反膜层的材料选自Al、Au或Pt；陶瓷膜层的材料选自Cerm；金属过渡膜层的材料选自Cr或Ti；半导体材料膜层的材料选自Ge或Si；介质保护膜层的材料选自SiO、SiO2、ZnS或ZnSe。4.根据权利要求1所述的红外探测器用吸收膜，其特征是：其金属高反膜层的厚度为陶瓷膜层的厚度为金属过渡膜层的厚度为半导体材料膜层的厚度为介质保护膜层的厚度为5.根据权利要求2所述的红外探测器用吸收膜，其特征是：其介质绝缘膜层的材料选自SiO、SiO2、Ti3O5、Ta
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、ZnS、ZnSe或MgF2；介质绝缘膜层的厚度为6.一种红外探测器用吸收膜，其特征是：其包括设置在红外透明玻璃或晶体材料基底上的红外双向吸收膜，此双向吸收膜为多层复合薄膜，自下而上依次包括介质绝缘过渡膜层、第一半导体材料膜层、第一金属过渡膜层、第一陶瓷膜层、金属高反膜层、第二陶瓷膜层、第二金属过渡膜层、第二半导体材料膜层、介质保护膜层。7.根据权利要求6所述的红外探测器用吸收膜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏现军，闫凯，吕衍秋，苏朋飞，经凌，马胜昔，姚官生，
申请(专利权)人：中航凯迈上海红外科技有限公司，
类型：发明
国别省市：