[發明專利]一種基于熱載流子的多光譜傳感器、芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202310051887.6
• 申請日: 2023-02-02
• 公開（公告）號: CN116412910A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 詹耀輝;王吉寧;王歡歡
• 申請（專利權）人: 愛思菲爾光學科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務所(普通合伙) 32345
• 代理人: 豐葉

1.一種基于熱載流子的多光譜傳感器，該多光譜的光譜數量N，多光譜傳感器由N組平鋪排列的傳感單元組成，其中每組傳感單元對應一個光譜；每組傳感單元中至少包含一個像素；其特征在于，所述的像素為復合層式結構，包括：襯底，以及在所述襯底上依次沉積的背反射層、中間層、電子傳輸層、隧穿層、金屬層、包覆層；所述背反射層、中間層、電子傳輸層、隧穿層、金屬層共同構成F-P共振腔。

2.根據權利要求1所述的基于熱載流子的多光譜傳感器，其特征在于，所述包覆層包括：聚合物薄膜或電介質多層膜；所述背反射層包括：高反射率金屬厚膜、布拉格堆棧層、介質膜之一。

3.根據權利要求1所述的基于熱載流子的多光譜傳感器，其特征在于，該多光譜的光譜數量N個，多光譜傳感器由N組平鋪排列的傳感單元組成，每組傳感單元中至少包含一個像素；其中N組平鋪排列的傳感單元整體排布為矩形或L形。

4.根據權利要求1所述的基于熱載流子的多光譜傳感器，其特征在于，不同組傳感單元中的像素尺寸大小和數量設置為不同。

5.根據權利要求1所述的基于熱載流子的多光譜傳感器，其特征在于，多光譜波段λ₁、λ₂、λ₃分別為500nm、480nm、400nm，多光譜傳感器整體呈矩形，其中λ₁傳感單元由4個分別位于角點位置的λ₁像素組成，λ₂傳感單元由4個分別位于邊線中心位置的λ₂像素組成，λ₃傳感單元由1個位于矩形中心的λ₃像素組成。

6.根據權利要求1所述的基于熱載流子的多光譜傳感器，其特征在于，各像素之間距離應大于800nm且小于55μm。

7.根據權利要求1所述的基于熱載流子的多光譜傳感器，其特征在于，所述背反射層配置為由二氧化鈦層及氧化硅層周期性層疊或由五氧化二鉭層和的氟化鎂層周期性層疊形成布拉格堆棧層。

8.一種基于熱載流子的多光譜傳感芯片，其特征在于，其由權利要求1至8之一所述的基于熱載流子的多光譜傳感器按照面陣方式陣列排布而成。

9.一種如權利要求8所述基于熱載流子的多光譜傳感芯片的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

S1.根據多光譜傳感芯片所需的探測波長和像素尺寸，確定像元各個像素中間層的厚度并制備壓印印章；

S2.在襯底上鍍一層背反射層；

S3.使用掩模電子束蒸發工藝在背反射層上制備中間層，并在中間層上涂覆壓印材料，利用納米壓印形成具有不同厚度的壓印圖形；

S4.以具有不同厚度的壓印圖形為掩膜，利用反應離子束刻蝕工藝將壓印圖形厚度轉移到中間層上；

S5.依次使用掩模制備中間層上部的電子傳輸層，隧穿層，金屬層和包覆層。