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专利名称：一种光谱平坦的探测器用吸收层及其制备方法
技术领域：
本发明涉及光学薄膜元件，具体涉及一种光谱平坦的探测器用吸收层及其制备方法。
背景技术：
非制冷热敏型探测器具有室温工作不需要制冷系统、结构紧凑、可靠性高、光谱响应宽且光谱平坦、工艺简单、价格低廉等诸多优点，可以广泛应用于国防、工业、医学和科学研究等领域，例如可用于入侵报警、安全监视、防火报警、非接触测温、工业生产监控、红外成像、飞机车量辅助驾驶、医疗诊断、光谱分析等诸多方面。当红外辐射入射到热敏型非制冷红外探测器上时，红外辐射被探测器吸收而引起探测器温度变化，多数情况下温度的变化会引起探测器某电学参数发生变化(例如电阻值、自发极化强度等)，从而实现对红外辐射的探测。非制冷红外探测器的吸收层对红外辐射的吸收特性，不仅直接影响探测器响应 率和探测率，还决定了探测器的光谱响应特性。目前非制冷红外探测器的吸收层存在着附着不牢固或吸收波段窄、和标准半导体工艺不兼容，难以用于线列和面阵探测器等缺点。

发明内容
本发明的目的是提出一种光谱平坦、宽波段吸收层结构及其制造工艺。解决非制冷红外探测器红外吸收层附着不牢固或吸收波段窄、和标准半导体工艺不兼容，难以用于线列和面阵探测器的问题。本发明公开了一种光谱平坦的吸收层结构及其制造工艺，它由铬镍合金层I、镍金属薄膜2和铬金属薄膜3组成，其特征在于吸收层按入射辐射的入射顺序依次为铬镍合金层I、镍金属薄膜2和铬金属薄膜3，其中所述的铬镍合金层I是方块电阻为9. 5Ω / 口 -10. O Ω / □的铬镍合金层；所述的镍金属薄膜2为膜厚为75nm-85nm的金属镍；所述的铬金属薄膜3是膜厚为18nm-22nm的金属铬；本发明所提供的光谱平坦的吸收层结构通过以下具体的工艺步骤来实现I)光谱平坦的吸收层制作在Mn-PMNT晶片上，它的两个表面分别标记为A面和B面。对Mn-PMNT晶片A面进行机械减薄平坦和抛光。2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻图形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用离子束溅射的工艺淀积铬金属薄膜(厚度18nm_22nm)和镍金属薄膜(厚度75nm-85nm)。浮胶清洗。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻图形化。5)在Mn-PMNT晶片A面采用热蒸发的工艺淀积铬镍合金层，铬镍合金吸收层方块电阻为9. 5 Ω / 口 -10. O Ω / 口。浮胶清洗。6)在Mn-PMNT晶片A面光刻图形化，形成刻蚀掩模。
7)在Mn-PMNT晶片A面采用氩离子刻蚀的工艺刻蚀出电极的形状结构及大小。浮胶清洗。本发明的优点在于吸收层具有附着牢固、重复性好、吸收波段宽而平坦、吸收率高、比热容小、传热性能优良等优点，同时吸收层可兼做电极，适合作为热红外探测器的吸收层。


图I为吸收层结构图，图中I.铬镍合金层2.镍金属薄膜3.铬金属薄膜。
具体实施例方式以下结合附图，通过具体实例对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围 并不限于以下的实例。实例一在基于Mn-(1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-XPbTiO3 (Mn-PMNT)材料的 128 X I 热释电线列探测器中，采用了本发明所提供的平坦宽光谱吸收结构设计。具体通过以下步骤实现。( 一 ) Mn-PMNT 表面处理I)清洗〈111 >方向极化的Mn-PMNT晶片。对Mn-PMNT晶片A面进行机械减薄平坦和抛光。湿法腐蚀Mn-PMNT晶片A面以去除缺陷和损伤。( 二)淀积红外吸收层并刻蚀形成电极结构2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻图形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用离子束溅射的工艺淀积铬金属薄膜和镍金属薄膜。浮胶清洗。其中铬金属薄膜厚度18nm，镍金属膜厚度75nm。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻图形化。5)在Mn-PMNT晶片A面采用热蒸发的工艺淀积铬镍合金吸收层，铬镍合金吸收层方块电阻为9.5 Ω/口。浮胶清洗。6)在Mn-PMNT晶片表面光刻图形化，形成刻蚀掩模。7)在Mn-PMNT晶片A面采用氩离子刻蚀的工艺刻蚀出电极的结构及大小。浮胶清洗。实例二在基于Mn-(1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-XPbTiO3 (Mn-PMNT)材料的 128 X I 热释电线列探测器中，采用了本发明所提供的平坦宽光谱吸收结构设计。具体通过以下步骤实现。( 一 ) Mn-PMNT 表面处理I)清洗〈111 >方向极化的Mn-PMNT晶片。对Mn-PMNT晶片A面进行机械减薄平坦和抛光。湿法腐蚀Mn-PMNT晶片A面以去除缺陷和损伤。( 二)淀积红外吸收层并刻蚀形成电极结构2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻图形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用离子束溅射的工艺淀积铬金属薄膜和镍金属薄膜。浮胶清洗。其中铬金属薄膜厚度20nm，镍金属膜厚度80nm。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻图形化。
5)在Mn-PMNT晶片A面采用热蒸发的工艺淀积铬镍合金吸收层，铬镍合金吸收层方块电阻为9.8 Ω/口。浮胶清洗。6)在Mn-PMNT晶片表面光刻图形化，形成刻蚀掩模。7)在Mn-PMNT晶片A面采用氩离子刻蚀的工艺刻蚀出铬镍合金的结构及大小(电极的结构和大小)。浮胶清洗。实例三在基于Mn-(1-x) Pb (Mg1/3Nb2/3) O3-XPbTiO3 (Mn-PMNT)材料的 128 X I 热释电线列探测器中，采用了本发明所提供的平坦宽光谱吸收结构设计。具体通过以下步骤实现。( 一 ) Mn-PMNT 表面处理I)清洗〈111 >方向极化的Mn-PMNT晶片。对Mn-PMNT晶片A面进行机械减薄平坦 和抛光。湿法腐蚀Mn-PMNT晶片A面以去除缺陷和损伤。( 二)淀积红外吸收层并刻蚀形成电极结构2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻图形化。3)在Mn-PMNT晶片A面采用离子束溅射的工艺淀积铬金属薄膜和镍金属薄膜。浮胶清洗。其中铬金属薄膜厚度22nm，镍金属膜厚度85nm。4)在Mn-PMNT晶片A面光刻图形化。5)在Mn-PMNT晶片A面采用热蒸发的工艺淀积铬镍合金吸收层，铬镍合金吸收层方块电阻为10. O Ω/口。浮胶清洗。6)在Mn-PMNT晶片表面光刻图形化，形成刻蚀掩模。7)在Mn-PMNT晶片A面采用氩离子刻蚀的工艺电极的结构及大小。浮胶清洗。
权利要求
1.一种光谱平坦的探测器用吸收层，它由铬镍合金层(I)、镍金属薄膜(2)和铬金属薄膜(3)组成，其特征在于吸收层按入射辐射的入射顺序依次为铬镍合金层(I)、镍金属薄膜(2)和铬金属薄膜(3)，其中 所述的铬镍合金层(I)是方块电阻为9. 5 Ω / 口 -10. O Ω / 口的铬镍合金层； 所述的镍金属薄膜(2)为膜厚为75nm-85nm的金属镍； 所述的铬金属薄膜(3)是膜厚为18nm-22nm的金属铬。
2.一种制造如权利要求I所述的光谱平坦的探测器用吸收层的制备方法，其特征在于按如下的工艺流程进行 1)光谱平坦的吸收层制作在Mn-PMNT晶片上，它的两个表面分别标记为A面和B面。对Mn-PMNT晶片A面进行机械减薄平坦和抛光； 2)清洗Mn-PMNT晶片，在A面光刻图形化； 3)在Mn-PMNT晶片A面采用离子束溅射的工艺淀积厚度18nm_22nm的铬金属薄膜和厚度75nm-85nm的铬金属薄膜,浮胶清洗； 4)在Mn-PMNT晶片A面光刻图形化； 5)在Mn-PMNT晶片A面采用热蒸发的工艺淀积吸收层，吸收层的方块电阻为·9.5Ω / □ -10. O Ω / 口的铬镍合金层，浮胶清洗； 6)在Mn-PMNT晶片A面光刻图形化，形成刻蚀掩模； 7)在Mn-PMNT晶片A面采用氩离子刻蚀的工艺刻蚀出铬镍合金电极结构，浮胶清洗。
全文摘要
本发明公开了一种光谱平坦的探测器用吸收层结构及其制备方法，吸收层自上而下由第一金属层、第二金属层和第三金属层组成。其特征在于第一金属层是膜厚为方块电阻9.5Ω/□-10.0Ω/□的铬镍合金层，第二金属层为膜厚为75nm-85nm的金属镍，第三金属层是18nm-22nm的金属铬。其制造工艺包括采用光刻图形化、热蒸发和离子束溅射的工艺技术制备平坦的宽光谱吸收层。采用此工艺方法制备吸收层工艺简单，和标准半导体工艺兼容，利于工艺整合，适用于单元、线列及面阵探测器。这种吸收层具有附着牢固、重复性好、吸收波段宽、光谱平坦、吸收率高、比热容小、传热性能优良的优点。同时吸收层可兼做电极，适合作为热红外探测器的吸收层。
文档编号G01J5/02GK102928087SQ20121042905
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者马学亮, 邵秀梅, 于月华, 李言谨 申请人:中国科学院上海技术物理研究所