[發(fā)明專利]一種硅基底長(zhǎng)波通紅外濾光片及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811405415.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN110146948B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙中亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海歐菲爾光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B5/20
• 分類號(hào): G02B5/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種硅基底上的長(zhǎng)波通紅外濾光片，該濾光片使用了鍺（Ge）作為高折射率鍍膜材料、硫化鋅（ZnS）作為低折射率鍍膜材料，使用PVD方法進(jìn)行光學(xué)薄膜鍍制，并且采用離子源輔助沉積與合適的材料蒸發(fā)等特定工藝條件，在基底的兩個(gè)表面分別沉積28層和44層非規(guī)整的膜層。該濾光片可以使得在1~7μm波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)基本不透光，透過(guò)率1%，在8~14μm波長(zhǎng)區(qū)間具有良好的透光效果，平均透過(guò)率＞85%?？梢杂行岣叻侵评浼t外焦平面探測(cè)器的光學(xué)效率，并且適合在晶圓級(jí)光學(xué)封裝窗口中應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紅外光學(xué)薄膜技術(shù)，具體指一種以單晶硅為基底的對(duì)波長(zhǎng)為1~7μm 范圍內(nèi)的紅外光進(jìn)行截止，8~14μm范圍內(nèi)的紅外光進(jìn)行透射的長(zhǎng)波通紅外濾光片。

背景技術(shù)

光學(xué)濾光片是用來(lái)選取所需輻射波段的光學(xué)器件。長(zhǎng)波通濾光片對(duì)長(zhǎng)于選定波長(zhǎng)的光通過(guò)，短于該波長(zhǎng)的光截止。在光學(xué)元件中，由于元件表面的反射作用而使光能損失，為了減少元件表面的反射損耗，常在光學(xué)元件表面沉積透明介質(zhì)薄膜，使得元件在特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)達(dá)到減反增透的效果。而在其他波長(zhǎng)范圍內(nèi)，則起到增反減透，即截止的作用。由于鍍膜技術(shù)的不斷發(fā)展，長(zhǎng)波通濾光片作為一種非常實(shí)用的光學(xué)薄膜產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、軍事等領(lǐng)域的多種紅外測(cè)溫和成像器件中。

電磁波輻射在大氣傳輸中透過(guò)率較高的波段稱為大氣窗口，紅外大氣窗口主要包括近紅外（0.78~1μm）、短波紅外（1~2.5μm）、中波紅外（3~5μm）、長(zhǎng)波紅外（8~14μm）。紅外成像技術(shù)的發(fā)展是先從長(zhǎng)波紅外開始，之后才逐步擴(kuò)展到中波紅外和短波紅外。在選擇紅外熱成像儀工作波段時(shí)，遵循的原則就是最多利用紅外輻射能量，利用大氣紅外透射窗口。實(shí)驗(yàn)表明探測(cè)-73℃~+349℃溫度范圍的物體，以選擇長(zhǎng)波紅外有利。這個(gè)溫度范圍包括了大多數(shù)物體的溫度，因此大量應(yīng)用在我們的生產(chǎn)和生活中。

硅具有優(yōu)良的紅外光學(xué)特性和物理特性，由于硅晶體在大氣中對(duì)1.5~14μm波段紅外光具有良好的透明性，且成本低，是紅外熱像儀理想的窗口材料。隨著晶圓級(jí)封裝技術(shù)成為近兩年走向?qū)嵱玫囊环N新型紅外探測(cè)器封裝技術(shù)，需要制造與微測(cè)輻射熱計(jì)晶圓相對(duì)應(yīng)的另一片硅窗晶圓，因此硅基濾光片的應(yīng)用前景非常廣闊，在紅外光學(xué)領(lǐng)域具有不可替代的地位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出設(shè)計(jì)了硅基底上的一種長(zhǎng)波通紅外濾光片，可以使用在紅外測(cè)溫和熱成像設(shè)備中以提高信噪比，改善光學(xué)系統(tǒng)性能，提高探測(cè)器響應(yīng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：在雙面拋光的單晶硅基片的兩個(gè)表面分別交替沉積Ge和ZnS膜層。

本發(fā)明的濾光片由正面膜系（1）、基片（2）和背面膜系（3）組成，在硅基底的一面沉積正面膜系（1），在硅基底的另一面沉積反面膜系（3）。

正面膜系（1）的膜系結(jié)構(gòu)為。

基底/0.137H 0.284L 0.348H 0.495L 0.258H 0.564L 0.192H 0.547L 0.294H0.492L 0.312H 0.463L 0.208H 0.606L 0.318H 0.494L 0.502H 0.614L 0.310H 0.771L0.464H 0.488L 0.367H 0.980L 0.296H 0.440L 0.602H 1.254L/空氣。

反面膜系（3）的膜系結(jié)構(gòu)為。