[發明專利]一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 201910551809.6
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110196104A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 侯海港;黃清偉
• 申請（專利權）人: 鎮江愛豪科思電子科技有限公司
• 主分類號: G01J5/12
• 分類號: G01J5/12;G02B5/22;H01L35/32
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 陳佳佳

1.一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器，其特征在于，自上至下分為三大部分；第一部分為光學吸收部分，包括第一吸收涂層；第二部分為熱電部分，包括第一SiO₂層，第二Al層，第三SiO₂層以及第四N型多晶硅層；第三部分為支撐層部分，包括SiO₂層。

2.如權利要求1所述的一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器，其特征在于，所述的第一光學部分，第一吸收涂層為納米碳顆粒與油墨的混合物，厚度2μm，其具有寬光譜、高吸收率等紅外吸收特性；所述納米碳顆粒直徑40nm，油墨為絲網印刷油墨，納米碳顆粒與油墨質量比為1:2。

3.如權利要求1所述的一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器，其特征在于，所述的第二熱電部分，第二Al層為熱電偶，同時也構成反射層；第一SiO₂層不僅為絕緣層，同時為紅外吸收層；第二Al層，第三SiO₂層以及第四N型多晶硅層構成熱電偶；所述的第二熱電部分，經光學設計后，第一SiO₂層厚度10-1000nm，第二Al層厚度10-1000nm，第三SiO₂層厚度10-1000nm以及第四N型多晶硅層厚度10-1000nm；光學干涉實現高紅外吸收，提高了熱電效率。

4.如權利要求1所述的一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器，其特征在于，所述的第三支撐層部分，SiO₂層厚度10-1000nm。

5.如權利要求1所述的一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1：在襯底上沉積一層SiO₂，形成支撐層；

步驟2：在支撐層上沉積一層多晶硅，離子注入后，并按照版圖進行刻蝕，得到熱偶條N型多晶硅層；

步驟3：在步驟2得到的N型多晶硅層上沉積一層SiO₂，形成絕緣層1；

步驟4：在絕緣層1上沉積一層Al，并按照版圖進行刻蝕，得到熱偶條Al；

步驟5：在步驟4得到的Al層上沉積一層SiO₂，形成絕緣層2；

步驟6：在絕緣層2上利用高壓靜電噴涂沉積一層納米碳附載珊瑚狀結構涂層，形成吸收層。

6.如權利要求5所述的一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器的制備方法，其特征在于，由步驟1構成的支撐層部分：單層的SiO₂層，由兩層的SiO₂-Si₃N₄或三層的SiO₂-Si₃N₄-SiO₂代替。

7.如權利要求5所述的一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述的襯底為單晶硅。

8.如權利要求5所述的一種基于紅外吸收涂層的紅外探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟6，由高壓靜電發生器和微量進樣器實施，具體步驟如下：

(1)將分散好的油墨-炭黑溶液吸入微量進樣器中，并將微量進樣器固定在鐵架臺上；

(2)接著調整好微量進樣器的針頭與金屬收集板的距離為3cm；

(3)將高壓電源正極輸出端與微量進樣器的針頭連上，高壓電源負極輸出端與金屬收集板連上；

(4)將待噴涂吸收層的晶片放在金屬收集板上，晶元上放置光刻版；

(5)然后打開高壓電源的電源開關，調節高壓電源的電壓使其達到電噴霧所需的電壓18KV；

(6)輕輕按壓微量注射器，控制好力度使油墨-炭黑分散液均勻的噴在晶片上；

(7)最后把已噴好油墨-炭黑吸收層的敏感元晶片放入烘箱中烘烤，120℃30min。