寬光譜熱釋電探測器用吸收層及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學薄膜元件，具體涉及一種寬光譜熱釋電探測器用吸收層及其制備方法。
【背景技術】
[0002]熱釋電探測器是一種紅外輻射的探測器件，它利用熱釋電體的自發極化隨溫度變化的特性制成。這種器件在室溫下工作，具有很寬的光譜范圍和較高的探測率。在室溫工作的熱敏探測器中，它的低頻特性可與高萊管、真空熱電偶相媲美，而高頻特性則優于任何其他熱敏探測器。熱釋電探測器用途十分廣泛，主要有:輻射測量與定標、輻射溫度測量、濕度測量；紅外分光光譜測量。廣泛應用于國防、工業、醫學和科學研究等領域，例如可用于入侵報警、安全監視、防火報警、工業生產監控、飛機車量輔助駕駛、醫療診斷等諸多方面。熱釋電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率和探測率，還決定了熱釋電探測器的光譜響應特性。
[0003]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、和標準半導體工藝不兼容，難以用于線列和面陣探測器等缺點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提出一種寬光譜熱釋電探測器用吸收層及其制備方法，解決熱釋電探測器紅外吸收層附著不牢固或吸收波段窄、和標準半導體工藝不兼容，難以用于線列和面陣探測器的問題。
[0005]為實現上述發明目的，本發明提供一種寬光譜熱釋電探測器用吸收層，按入射輻射的入射順序，從上至下依次為第一鉻鎳合金層、第一氮化硅薄膜、第二鉻鎳合金層、第二氮化硅薄膜和第三鉻鎳合金層，其中:所述的第一鉻鎳合金層、第二鉻鎳合金層、第三鉻鎳合金層的厚度為7.5nm-8.5nm、方塊電阻為9.5 Ω / □ -10.0 Ω / □;所述的第一氮化娃薄膜、第二氮化娃薄膜的膜厚為25nm-35nm0
[0006]本發明還提供一種所述寬光譜熱釋電探測器用吸收層的制備方法，包括如下步驟:
[0007]1)在雙面拋光、大小為1.2X 1.2mm2的LiTaO 3晶片上制作吸收層，晶片的兩個表面分別標記為A面和B面，對LiTa03晶片A面進行機械減薄平坦化，并拋光至晶片厚度為10 μ m ；
[0008]2)清洗LiTa03晶片，在A面光刻圖形化，形成刻蝕掩模；
[0009]3)在LiTa03晶片A面采用磁控濺射的工藝淀積厚度7.5nm_8.5nm的第三鉻鎳合金層;
[0010]4)在LiTa03晶片A面采用氬離子刻蝕的工藝刻蝕出電極的形狀結構及大小，然后浮膠清洗；
[0011]5)在LiTa03晶片A面光刻圖形化；
[0012]6)在LiTa03晶片A面采用化學氣相沉積的工藝淀積厚度25nm_35nm的第二氮化硅薄膜；
[0013]7)在LiTa03晶片A面采用磁控濺射的工藝淀積7.5nm_8.5nm第二鉻鎳合金層，第二鉻鎳合金層方塊電阻為9.5 Ω / 口 -10.0 Ω / 口，然后浮膠清洗；
[0014]8)在LiTa03晶片A面光刻圖形化；
[0015]9)在LiTa03晶片A面采用化學氣相沉積的工藝淀積厚度25nm_35nm的第一氮化硅薄膜；
[0016]10)在LiTa03晶片A面采用磁控濺射的工藝淀積7.5nm_8.5nm第一鉻鎳合金層，第一鉻鎳合金層方塊電阻為9.5 Ω / □ -10.0Ω / □，然后浮膠清洗。
[0017]本發明的有益效果為:本發明的吸收層具有附著牢固、重復性好、吸收波段寬而平坦、吸收率高、比熱容小、傳熱性能優良等優點，同時吸收層可兼做電極，適合作為熱釋電探測器的吸收層。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的寬光譜熱釋電探測器用吸收層結構圖。
[0019]圖2為采用本發明的吸收層及制備方法得到的不同鉭酸鋰厚度(d = 10、20、30、40nm)鎳鎘吸收層熱釋電探測器的電壓響應率測試結果。
[0020]其中1為第一鉻鎳合金層，2為第一氮化硅薄膜，3為第二鉻鎳合金層，4為第二氮化硅薄膜，5為第三鉻鎳合金層。
【具體實施方式】
[0021]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0022]現有的最常用的熱釋電探測器吸收層材料為黑金吸收層，但是黑金吸收層致密度較低，顆粒團聚現象較為明顯，且需在氮氣條件下制備，普通的濺射設備難以達到要求，且制備成本尚。
[0023]本實施例中的寬光譜熱釋電探測器用吸收層采用鎳鎘吸收層，制備條件簡單，在氬氣環境下就可以制備，制備成本低，制備出的鎳鎘吸收層致密度高，沒有明顯的顆粒團聚現象，且相比于黑金吸收層，鎳鎘作為吸收層所制備的熱釋電探測器電壓響應率可以達到105V/W，與黑金吸收層熱釋電探測器相當甚至更高(黑金吸收層熱釋電探測器電壓響應率一般為104V/W)。從圖2可以看出，使用本吸收層及其制備方法得到的鎳鎘吸收層熱釋電探測器響應高，達到104，甚至更好，相比于傳統黑金吸收層，鎳鎘吸收層很容易制備，得到的器件響應可以達到與黑金吸收層相當的數值甚至更好。
[0024]實施例1
[0025]在基于LiTa(M^料的單元熱釋電探測器中采用本發明的寬光譜熱釋電探測器用吸收層，寬光譜熱釋電探測器用吸收層的制備方法包括如下步驟:
[0026]1)在雙面拋光、大小為1.2X 1.2mm2的LiTaO 3晶片上制作吸收層，晶片的兩個表面分別標記為A面和B面，對LiTa03晶片A面進行機械減薄平坦化，并拋光至晶片厚度為10 μ m ；
[0027]2)清洗LiTa03晶片，在A面光刻圖形化，形成刻蝕掩模；
[0028]3)在LiTa03晶片A面采用磁控濺射的工藝淀積厚度7.5nm的第三鉻鎳合金層；
[0029]4)在LiTa03晶片A面采用氬離子刻蝕的工藝刻蝕出電極的形狀結構及大小，然后浮膠清洗；
[0030]5)在LiTa03晶片A面光刻圖形化；
[0031]6)在LiTa03晶片A面采用化學氣相沉積的工藝淀積厚度25nm的第二氮化硅薄膜；
[0032]7)在LiTa03晶片