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原文传递基于集成电路工艺的多通道红外光谱探测器及其制备方法

专利名称：	基于集成电路工艺的多通道红外光谱探测器及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种基于集成电路工艺的多通道红外光谱探测器及其制备方法。该探测器包括多个由金属表面等离激元结构构成的探测阵列单元以及微测辐射热计；金属表面等离激元结构采用正方形周期排列的金属圆柱体，金属圆柱体的周围为空气；微测辐射热计包括桥墩、桥臂、红外吸收体和热敏电阻；金属表面等离激元结构沉积在微测辐射热计的红外吸收体上；多个探测阵列单元的金属表面等离激元结构的参数不相同。本发明通过集成电路工艺，在同一红外探测器阵列芯片上集成金属表面等离激元结构和红外探测器等模块，可获得不同波长的探测信号光信息，能实现对多种波长信号的同时检测，且具有结构简单、便于集成、成本低等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京大学
发明人：	任芳芳;罗明成;纪小丽;林栩凌;张朝阳;闫锋
专利状态：	有效
申请日期：	2018-04-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201810288550.6
公开号：	CN110361349A
代理机构：	南京知识律师事务所
代理人：	李媛媛
分类号：	G01N21/35(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210023 江苏省南京市栖霞区仙林大道163号
主权项：	1.基于集成电路工艺的多通道红外光谱探测器，其特征在于，包括多个由金属表面等离激元结构构成的探测阵列单元以及微测辐射热计；所述金属表面等离激元结构采用正方形周期排列的金属圆柱体，金属圆柱体的周围为空气；所述微测辐射热计包括桥墩、桥臂、红外吸收体和热敏电阻；所述金属表面等离激元结构沉积在微测辐射热计的红外吸收体上；多个探测阵列单元的金属表面等离激元结构的参数不相同。 2.根据权利要求1所述的基于集成电路工艺的多通道红外光谱探测器，其特征在于，所述金属表面等离激元结构的周期为7-12μm，所述金属圆柱体的直径为5-10μm，高度为2.17μm。 3.根据权利要求1或2所述的基于集成电路工艺的多通道红外光谱探测器，其特征在于，所述金属圆柱体的材料为铝。 4.如权利要求1所述基于集成电路工艺的多通道红外光谱探测器的制备方法，其特征在于，在集成电路工艺中，微测辐射热计的红外吸收体上沉积一层正方形周期排列的金属圆柱体，然后在所述金属圆柱体的周围沉积与圆柱体厚度相同的二氧化硅层，再利用感应耦合等离子刻蚀法刻蚀掉这层二氧化硅，即可形成正方形周期排列的金属圆柱体，金属圆柱体的周围为空气。 5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，刻蚀二氧化硅层的刻蚀速度为140nm/min，刻蚀时间为15.5min。 6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述微测辐射热计的工艺步骤是： (1)在集成电路第四层的金属牺牲层上方沉积一层二氧化硅层，在此二氧化硅层上再沉积一层形状为S型的金属铝，作为微测辐射热计的热敏电阻，最后在热敏电阻上沉积一层二氧化硅层作为微测辐射热计的红外吸收体； (2)在微测辐射热计上涂上固定厚度的光刻胶，光刻胶的上方覆盖能保护红外吸收体、支撑臂和桥墩的掩膜板，然后进行曝光和显影步骤； (3)用ICP刻蚀法刻蚀未被保护的二氧化硅区域，刻蚀速度为140nm/min，刻蚀时间为30.5min； (4)再把微测辐射热计放入由10ml水、80ml磷酸、5ml醋酸和5ml硝酸所组成的腐蚀液中，以腐蚀掉第四层的金属牺牲层，腐蚀时间为40min； (5)最后经水和丙酮依次清洗掉多余的腐蚀液和光刻胶，即可形成隔热的空气腔。 7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，金属铝的厚度为0.53μm，红外吸收体的厚度为1μm。
所属类别：	发明专利