[發明專利]等離激元聲波諧振雙波段紅外傳感器

有效

• 申請號: 201811340279.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109253743B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 梁中翥;陶金;孟德佳;呂金光;秦余欣;梁靜秋;史曉燕;侯恩柱
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01D5/40
• 分類號: G01D5/40;H03H9/02;H03H3/007;H03H3/02
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

1.等離激元聲波諧振雙波段紅外傳感器，包括薄膜體聲波諧振器(2)，其特征在于，該紅外傳感器還包括連接薄膜體聲波諧振器(2)的讀出集成電路襯底(1)、位于薄膜體聲波諧振器(2)上表面上的介質層(3)和位于介質層(3)上表面上的金屬陣列層(4)，所述金屬陣列層(4)包括復數個金屬單元(4-1)，每個金屬單元(4-1)由兩種不同尺寸的金屬塊組成；

所述讀出集成電路襯底(1)包括襯底(1-3)和襯底電極，所述襯底電極的數量為兩個，襯底電極位于襯底(1-3)上表面上，襯底電極連接襯底(1-3)和薄膜體聲波諧振器(2)；

所述薄膜體聲波諧振器(2)包括硅基底(2-6)、空腔(2-9)、底電極(2-3)、壓電層(2-2)、頂電極(2-1)、左通孔電極(2-8)、右通孔電極(2-7)、第一電極(2-4)和第二電極(2-5)，第一電極(2-4)和第二電極(2-5)均位于硅基底(2-6)下表面、且一一對應的連接兩個襯底電極，左通孔電極(2-8)和右通孔電極(2-7)位于硅基底(2-6)內且一一對應連接第一電極(2-4)和第二電極(2-5)，底電極(2-3)連接左通孔電極(2-8)且位于硅基底(2-6)上，空腔(2-9)位于硅基底(2-6)和底電極(2-3)之間，且空腔(2-9)在硅基底(2-6)上的投影面積小于底電極(2-3)在硅基底(2-6)上的投影面積，壓電層(2-2)設置在底電極(2-3)上表面上，頂電極(2-1)設置在壓電層(2-2)上表面上且連接右通孔電極(2-7)，頂電極(2-1)的上表面上設置介質層(3)。

2.如權利要求1所述的等離激元聲波諧振雙波段紅外傳感器，其特征在于，所述壓電層(2-2)在硅基底(2-6)上的投影面積大于空腔(2-9)在硅基底(2-6)上的投影面積。

3.如權利要求1所述的等離激元聲波諧振雙波段紅外傳感器，其特征在于，所述金屬陣列層(4)的材料為Au、Ag或Al；介質層(3)的材料為Ge、MgF₂、SiO₂或AlN；底電極(2-3)和頂電極(2-1)的材料為Mo、W、Al、Pt或Ni；壓電層(2-2)的材料為AlN、ZnO、LiNbO₃或石英；左通孔電極(2-8)、右通孔電極(2-7)、第一電極(2-4)和第二電極(2-5)的材料為Au、Cu或Ni。

4.如權利要求1所述的等離激元聲波諧振雙波段紅外傳感器，其特征在于，紅外傳感器還包括設置在讀出集成電路襯底(1)上的圍板和設置在圍板上的紅外窗口，所述紅外窗口位于金屬陣列層(4)的正上方，讀出集成電路襯底(1)、圍板和紅外窗口共同構成密封腔。

5.如權利要求1所述的等離激元聲波諧振雙波段紅外傳感器，其特征在于，紅外傳感器還包括連接層(5)，讀出集成電路襯底(1)通過連接層(5)連接薄膜體聲波諧振器(2)。