專利名稱：一種光譜平坦的探測器用吸收層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜元件，具體涉及一種光譜平坦的探測器用吸收層及其制備方法。
背景技術(shù)：
非制冷熱敏型探測器具有室溫工作不需要制冷系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、光譜響應(yīng)寬且光譜平坦、工藝簡單、價格低廉等諸多優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究等領(lǐng)域，例如可用于入侵報警、安全監(jiān)視、防火報警、非接觸測溫、工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控、紅外成像、飛機車量輔助駕駛、醫(yī)療診斷、光譜分析等諸多方面。當(dāng)紅外輻射入射到熱敏型非制冷紅外探測器上時，紅外輻射被探測器吸收而引起探測器溫度變化，多數(shù)情況下溫度的變化會引起探測器某電學(xué)參數(shù)發(fā)生變化(例如電阻值、自發(fā)極化強度等)，從而實現(xiàn)對紅外輻射的探測。非制冷紅外探測器的吸收層對紅外輻射的吸收特性，不僅直接影響探測器響應(yīng) 率和探測率，還決定了探測器的光譜響應(yīng)特性。目前非制冷紅外探測器的吸收層存在著附著不牢固或吸收波段窄、和標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝不兼容，難以用于線列和面陣探測器等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種光譜平坦、寬波段吸收層結(jié)構(gòu)及其制造工藝。解決非制冷紅外探測器紅外吸收層附著不牢固或吸收波段窄、和標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝不兼容，難以用于線列和面陣探測器的問題。本發(fā)明公開了一種光譜平坦的吸收層結(jié)構(gòu)及其制造工藝，它由鉻鎳合金層I、鎳金屬薄膜2和鉻金屬薄膜3組成，其特征在于吸收層按入射輻射的入射順序依次為鉻鎳合金層I、鎳金屬薄膜2和鉻金屬薄膜3，其中所述的鉻鎳合金層I是方塊電阻為9. 5Ω / 口 -10. O Ω / □的鉻鎳合金層；所述的鎳金屬薄膜2為膜厚為75nm-85nm的金屬鎳；所述的鉻金屬薄膜3是膜厚為18nm-22nm的金屬鉻；本發(fā)明所提供的光譜平坦的吸收層結(jié)構(gòu)通過以下具體的工藝步驟來實現(xiàn)I)光譜平坦的吸收層制作在Mn-PMNT晶片上，它的兩個表面分別標(biāo)記為A面和B面。對Mn-PMNT晶片A面進(jìn)行機械減薄平坦和拋光。2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻圖形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用離子束濺射的工藝淀積鉻金屬薄膜(厚度18nm_22nm)和鎳金屬薄膜(厚度75nm-85nm)。浮膠清洗。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻圖形化。5)在Mn-PMNT晶片A面采用熱蒸發(fā)的工藝淀積鉻鎳合金層，鉻鎳合金吸收層方塊電阻為9. 5 Ω / 口 -10. O Ω / 口。浮膠清洗。6)在Mn-PMNT晶片A面光刻圖形化，形成刻蝕掩模。
7)在Mn-PMNT晶片A面采用氬離子刻蝕的工藝刻蝕出電極的形狀結(jié)構(gòu)及大小。浮膠清洗。本發(fā)明的優(yōu)點在于吸收層具有附著牢固、重復(fù)性好、吸收波段寬而平坦、吸收率高、比熱容小、傳熱性能優(yōu)良等優(yōu)點，同時吸收層可兼做電極，適合作為熱紅外探測器的吸收層。


圖I為吸收層結(jié)構(gòu)圖，圖中I.鉻鎳合金層2.鎳金屬薄膜3.鉻金屬薄膜。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖，通過具體實例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍 并不限于以下的實例。實例一在基于Mn-(1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-XPbTiO3 (Mn-PMNT)材料的 128 X I 熱釋電線列探測器中，采用了本發(fā)明所提供的平坦寬光譜吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計。具體通過以下步驟實現(xiàn)。( 一 ) Mn-PMNT 表面處理I)清洗〈111 >方向極化的Mn-PMNT晶片。對Mn-PMNT晶片A面進(jìn)行機械減薄平坦和拋光。濕法腐蝕Mn-PMNT晶片A面以去除缺陷和損傷。( 二)淀積紅外吸收層并刻蝕形成電極結(jié)構(gòu)2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻圖形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用離子束濺射的工藝淀積鉻金屬薄膜和鎳金屬薄膜。浮膠清洗。其中鉻金屬薄膜厚度18nm，鎳金屬膜厚度75nm。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻圖形化。5)在Mn-PMNT晶片A面采用熱蒸發(fā)的工藝淀積鉻鎳合金吸收層，鉻鎳合金吸收層方塊電阻為9.5 Ω/口。浮膠清洗。6)在Mn-PMNT晶片表面光刻圖形化，形成刻蝕掩模。7)在Mn-PMNT晶片A面采用氬離子刻蝕的工藝刻蝕出電極的結(jié)構(gòu)及大小。浮膠清洗。實例二在基于Mn-(1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-XPbTiO3 (Mn-PMNT)材料的 128 X I 熱釋電線列探測器中，采用了本發(fā)明所提供的平坦寬光譜吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計。具體通過以下步驟實現(xiàn)。( 一 ) Mn-PMNT 表面處理I)清洗〈111 >方向極化的Mn-PMNT晶片。對Mn-PMNT晶片A面進(jìn)行機械減薄平坦和拋光。濕法腐蝕Mn-PMNT晶片A面以去除缺陷和損傷。( 二)淀積紅外吸收層并刻蝕形成電極結(jié)構(gòu)2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻圖形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用離子束濺射的工藝淀積鉻金屬薄膜和鎳金屬薄膜。浮膠清洗。其中鉻金屬薄膜厚度20nm，鎳金屬膜厚度80nm。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻圖形化。
5)在Mn-PMNT晶片A面采用熱蒸發(fā)的工藝淀積鉻鎳合金吸收層，鉻鎳合金吸收層方塊電阻為9.8 Ω/口。浮膠清洗。6)在Mn-PMNT晶片表面光刻圖形化，形成刻蝕掩模。7)在Mn-PMNT晶片A面采用氬離子刻蝕的工藝刻蝕出鉻鎳合金的結(jié)構(gòu)及大小(電極的結(jié)構(gòu)和大小)。浮膠清洗。實例三在基于Mn-(1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-XPbTiO3 (Mn-PMNT)材料的 128 X I 熱釋電線列探測器中，采用了本發(fā)明所提供的平坦寬光譜吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計。具體通過以下步驟實現(xiàn)。( 一 ) Mn-PMNT 表面處理I)清洗〈111 >方向極化的Mn-PMNT晶片。對Mn-PMNT晶片A面進(jìn)行機械減薄平坦 和拋光。濕法腐蝕Mn-PMNT晶片A面以去除缺陷和損傷。( 二)淀積紅外吸收層并刻蝕形成電極結(jié)構(gòu)2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻圖形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用離子束濺射的工藝淀積鉻金屬薄膜和鎳金屬薄膜。浮膠清洗。其中鉻金屬薄膜厚度22nm，鎳金屬膜厚度85nm。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻圖形化。5)在Mn-PMNT晶片A面采用熱蒸發(fā)的工藝淀積鉻鎳合金吸收層，鉻鎳合金吸收層方塊電阻為10. O Ω/口。浮膠清洗。6)在Mn-PMNT晶片表面光刻圖形化，形成刻蝕掩模。7)在Mn-PMNT晶片A面采用氬離子刻蝕的工藝電極的結(jié)構(gòu)及大小。浮膠清洗。
權(quán)利要求
1.一種光譜平坦的探測器用吸收層，它由鉻鎳合金層(I)、鎳金屬薄膜(2)和鉻金屬薄膜(3)組成，其特征在于吸收層按入射輻射的入射順序依次為鉻鎳合金層(I)、鎳金屬薄膜(2)和鉻金屬薄膜(3)，其中 所述的鉻鎳合金層(I)是方塊電阻為9. 5 Ω / 口 -10. O Ω / 口的鉻鎳合金層； 所述的鎳金屬薄膜(2)為膜厚為75nm-85nm的金屬鎳； 所述的鉻金屬薄膜(3)是膜厚為18nm-22nm的金屬鉻。
2.一種制造如權(quán)利要求I所述的光譜平坦的探測器用吸收層的制備方法，其特征在于按如下的工藝流程進(jìn)行 1)光譜平坦的吸收層制作在Mn-PMNT晶片上，它的兩個表面分別標(biāo)記為A面和B面。對Mn-PMNT晶片A面進(jìn)行機械減薄平坦和拋光； 2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻圖形化； 3)在Mn-PMNT晶片A面采用離子束濺射的工藝淀積厚度18nm_22nm的鉻金屬薄膜和厚度75nm-85nm的鉻金屬薄膜,浮膠清洗； 4)在Mn-PMNT晶片A面光刻圖形化； 5)在Mn-PMNT晶片A面采用熱蒸發(fā)的工藝淀積吸收層，吸收層的方塊電阻為·9.5Ω / □ -10. O Ω / 口的鉻鎳合金層，浮膠清洗； 6)在Mn-PMNT晶片A面光刻圖形化，形成刻蝕掩模； 7)在Mn-PMNT晶片A面采用氬離子刻蝕的工藝刻蝕出鉻鎳合金電極結(jié)構(gòu)，浮膠清洗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光譜平坦的探測器用吸收層結(jié)構(gòu)及其制備方法，吸收層自上而下由第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層組成。其特征在于第一金屬層是膜厚為方塊電阻9.5Ω/□-10.0Ω/□的鉻鎳合金層，第二金屬層為膜厚為75nm-85nm的金屬鎳，第三金屬層是18nm-22nm的金屬鉻。其制造工藝包括采用光刻圖形化、熱蒸發(fā)和離子束濺射的工藝技術(shù)制備平坦的寬光譜吸收層。采用此工藝方法制備吸收層工藝簡單，和標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝兼容，利于工藝整合，適用于單元、線列及面陣探測器。這種吸收層具有附著牢固、重復(fù)性好、吸收波段寬、光譜平坦、吸收率高、比熱容小、傳熱性能優(yōu)良的優(yōu)點。同時吸收層可兼做電極，適合作為熱紅外探測器的吸收層。
文檔編號G01J5/02GK102928087SQ20121042905
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者馬學(xué)亮, 邵秀梅, 于月華, 李言謹(jǐn) 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所