[發明專利]熱釋電薄膜紅外焦平面探測器芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 201310281825.0
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103346250A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 朱煜;褚君浩;張耀輝;宋賀倫;王建祿;孟祥建;孫碩
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所;中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: H01L37/02
• 分類號: H01L37/02;H01L37/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;李友佳

1.一種熱釋電薄膜紅外焦平面探測器芯片，其特征在于，其從下至上依次包括襯底、黏合層、絕熱支撐結構、下電極、光敏元、上電極和紅外吸收層；所述絕熱支撐結構包括：

隔熱層，所述隔熱層包括上下交替層疊的SiO₂納米陣列和TiO₂納米陣列；

形成在所述隔熱層表面的過渡支撐層，所述過渡支撐層包括從下至上依次層疊的若干層SiO₂過渡結構，以及沉積在所述SiO₂過渡結構表面的HfO₂膜；所述過渡支撐層的孔隙率從下至上逐漸降低。

2.根據權利要求1所述探測器芯片，其特征在于，所述SiO₂納米陣列和/或TiO₂納米陣列的平均孔隙率大于70％。

3.根據權利要求1或2所述探測器芯片，其特征在于，所述SiO₂納米陣列和/或TiO₂納米陣列與所述襯底的法線成取向角度α范圍為0～50°。

4.根據權利要求3所述探測器芯片，其特征在于，所述SiO₂納米陣列由多個SiO₂納米結構單元組成，所述SiO₂納米結構單元直徑為60～120nm，相鄰SiO₂納米結構單元的間隙為40～130nm；所述TiO₂納米陣列由多個TiO₂納米結構單元組成，所述TiO₂納米結構單元直徑為60～120nm，相鄰TiO₂納米結構單元的間隙為40～130nm。

5.根據權利要求4所述探測器芯片，其特征在于，所述SiO₂納米陣列或TiO₂納米陣列的厚度范圍為200～1000nm。

6.根據權利要求1或2所述探測器芯片，其特征在于，組成所述SiO₂納米陣列和/或TiO₂納米陣列的納米結構單元為柱狀、斜棒狀或螺旋狀中的至少一種。

7.根據權利要求1所述探測器芯片，其特征在于，所述SiO₂過渡結構的孔隙率為0～60％。

8.根據權利要求1或7所述探測器芯片，其特征在于，所述HfO₂膜的孔隙率不大于任一所述SiO₂過渡結構孔隙率，且孔隙率小于3％；所述HfO₂膜表面粗糙度不大于30nm。

9.根據權利要求1所述探測器芯片，其特征在于，所述隔熱層厚度不小于1200nm。

10.根據權利要求1所述探測器芯片，其特征在于，所述黏合層的材質選自HfO₂、SiO₂、Ti中至少一種。

11.一種熱釋電薄膜紅外焦平面探測器芯片，其特征在于，其從下至上依次包括襯底、第一黏合層、絕熱支撐結構、第二黏合層、下電極、光敏元、上電極和紅外吸收層；所述絕熱支撐結構包括：

隔熱層，所述隔熱層包括上下交替層疊的SiO₂納米陣列和TiO₂納米陣列；

形成在所述隔熱層表面的過渡支撐層，所述過渡支撐層包括從下至上依次層疊的若干層SiO₂過渡結構；所述過渡支撐層的孔隙率從下至上逐漸降低。

12.根據權利要求11所述探測器芯片，其特征在于，所述SiO₂納米陣列和/或TiO₂納米陣列的平均孔隙率大于70％。

13.根據權利要求12所述探測器芯片，其特征在于，所述SiO₂納米陣列和/或TiO₂納米陣列與所述襯底的法線成取向角度α范圍為0～50°。