[發明專利]一種復合吸收層熱釋電紅外探測器

有效

• 申請號: 201610290099.2
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105789428B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 梁志清;劉子驥;伍瀏權;馬振東;王濤
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L37/02
• 分類號: H01L37/02;G01J5/34
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明公開了一種復合吸收層熱釋電紅外探測器，屬于熱釋電探測器技術領域。本發明熱釋電紅外探測器中吸收層由頂層至底層依次包括：鈦金屬層(1)、介質層(2)、鎳鉻合金層(3)、鉭酸鋰晶體層(4)和反射層(5)；所述鎳鉻合金層(3)沉積在鉭酸鋰晶體層(4)的頂面，所述反射層(5)沉積在鉭酸鋰晶體層(4)的底面，所述鈦金屬層(1)沉積在介質層(2)的頂面。本發明制備出的熱釋電紅外探測器的復合吸收層與單一金屬吸收層薄膜作熱敏感層相比，本發明具有更好的表面致密性、高的吸收系數和較小的熱損失，能夠獲取高性能熱響應，利于制備出高精度熱釋電紅外探測器。

技術領域

本發明涉及熱釋電探測器電子技術領域，具體涉及一種復合吸收層熱釋電紅外探測器。

背景技術

熱釋電探測器是一種利用熱釋電材料的自發極化強度隨溫度而變化的效應制成的一種熱敏型紅外探測器。在恒定溫度下，熱釋電材料的自發極化被體內的電荷和表面吸附電荷所中和。如果把熱釋電材料做成表面垂直于極化方向的平行薄片，當紅外輻射入射到薄片表面時，薄片因吸收輻射而發生溫度變化，熱釋電材料中偶極子之間的距離和鏈角發生變化，使極化強度發生變化。而中和電荷由于材料的電阻率高跟不上這一變化，其結果是薄片的兩表面之間出現瞬態電壓。若有外電阻跨接在兩表面之間，電荷就通過外電路釋放出來。電流的大小除與熱釋電系數成正比外，還與薄片的溫度變化率成正比，可用來測量入射輻射的強弱。

熱釋電探測器包括光學系統、紅外傳感器單元、信號處理電路、輸出控制裝置；熱釋電紅外探測器的性能主要由響應速度和敏感性表征，熱釋電探測器的光學系統的基本功能是將目標紅外熱能匯聚到熱釋電傳感器表面，在一定波段范圍內要想獲得好的敏感性，就要求探測器的吸收層對紅外線的吸收率高，同時為信號的后續處理奠定基礎。因此，熱釋電紅外探測器的吸收層設計受到了越來越多的重視。

在紅外探測器技術領域中，降低反射率能使更多的紅外光進入探測器內部，大大提高紅外光的利用效率，使探測器具有更高的靈敏度；要增加吸收率，通常采用鍍膜的方法，通過選擇適當的材料、精確控制膜厚、提高膜層的質量等參數來降低反射率。但在實際應用中熱釋電紅外探測器的吸收層的制備還存在制作工藝復雜、制備成本高等問題。因此，制備吸收效率高，制作方法簡單而且價格低廉的吸收層具有很高的現實意義。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種復合吸收層熱釋電紅外探測器。

本發明的的技術方案如下：

一種復合吸收層熱釋電紅外探測器，其紅外傳感器單元中的吸收層為復合層結構，由頂層至底層依次包括：鈦金屬層、介質層、鎳鉻合金層、鉭酸鋰晶體層和反射層；所述鎳鉻合金層沉積在鉭酸鋰晶體層的頂面，所述反射層沉積在鉭酸鋰晶體層的底面，所述鈦金屬層沉積在介質層的頂面。

本發明復合吸收層熱釋電紅外探測器，其所述介質層的材料為氮化硅。

本發明復合吸收層熱釋電紅外探測器，其所述反射層為在紅外波段具有高反射率的金屬薄層，

本發明復合吸收層熱釋電紅外探測器，其所述鈦金屬層、介質層和反射層構成諧振腔。

本發明中，各結構層的制備可以采用任何合適的沉積技術，本發明通過射頻磁控濺射法進行沉積，所制備結構層具有厚度可控，鍍膜層致密、均勻，使用范圍廣泛等優勢。

本發明中，所述反射層材料優選為鎳鉻合金。

本發明中，所述鈦金屬層的厚度可以是任何適合的厚度。優選地，鈦金屬層的厚度為10納米，此鈦金屬層厚度的熱釋電紅外探測器相較于其他厚度的鈦金屬層性能最優。

本發明中，所述介質層的厚度可以是任何適合的厚度。優選地，介質層的厚度為30納米，此介質層厚度的熱釋電紅外探測器相較于其他厚度的介質層性能最優。