[发明专利]一种热探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热探测器及其制备方法，该热探测器包括从上之下依次排列的微结构阵列、介质层、金属层、钝化层以及热敏电阻层，微结构阵列结构对入射光进行筛选并吸收具有窄带光谱的红外光，具有窄带光谱的红外光在谐振腔内谐振，经由金属层将携带有窄带光谱的红外光转化为携带有窄带光谱的红外光的强度的热信号，热敏电阻层将携带有窄带光谱的红外光的强度的热信号转化为携带有窄带光谱的红外光的强度的电阻信号，通过解调携带窄带光谱的红外光的强度信息的阻值信息获得窄带光谱的红外光强度信息。

技术领域

本发明属于非制冷红外探测技术领域，更具体地，涉及一种热探测器及其制备方法。

背景技术

热探测器通过将物体造成的温度差转换为电信号并获取其信息，实质是对目标物体电磁辐射的强度信息进行感知。按照探测原理的不同，非制冷探测器分为热释电型探测器、热电偶型探测器、热敏电阻型探测器等。其中，基于热敏电阻材料的微测辐射热计探测器具有室温探测、集成度高、规模化生产、价格低廉等优点。

但热探测器在像元层次上对电磁场的波长信息和偏振信息并无感知能力，因而导致探测器对分立光学元件如滤光片和偏振片等的依赖。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种热探测器以及其制备方法，旨在解决由于现有热探测器无法对红外光进行筛选导致现有热探测器所探测红外光强度信息为含较宽光谱范围下多个偏振形式的红外光强度信息，无法实现对窄光谱范围红外线强度探测的技术问题(权利要求1中解决的问题为无法实现对窄光谱范围红外线探测)。

为实现上述目的，本发明提供了一种热探测器，包括：

从上至下依次排列的微结构阵列、介质层、金属层、钝化层以及热敏电阻层，微结构阵列、介质层以及金属层构成光学谐振腔(支撑层并不作为解决无法实现窄带光谱探测问题的必要的技术特征)；

微结构阵列用于对入射红外光进行波长筛选并吸收具有窄带光谱的红外光；金属层用于将具有窄带光谱的红外光转化为携带窄带光谱的红外光的强度信息的热信号；

钝化层用于实现金属层与热敏电阻层电气隔离；

热敏电阻层用于将携带窄带光谱的红外光的强度信息的热信号转化为携带窄带光谱的红外光的强度信息的阻值信息；

通过解调携带窄带光谱的红外光的强度信息的阻值信息获得窄带光谱的红外光强度信息，窄带光谱的红外光是指光谱范围为几百纳米内。

优选地，微结构阵列为多个呈阵列排列的圆柱体或为多个呈阵列排列的双梯形结构。

优选地，微结构阵列同时对入射红外光进行偏振形式筛选并吸收具有窄带光谱下所筛选偏振形式的红外光。

优选地，微结构阵列为多个呈阵列排列的条状结构。

优选地，热探测器还包括支撑层，其呈几字型结构，位于热敏电阻层下方，用于使得热敏电阻层与热探测器安装结构分离，防止热能信号流失，同时起到支撑作用。

本发明的另一目的在于提供一种热探测器的制备方法，包括如下步骤：

S1在第一衬底上附着热敏电阻层获得第一中间产物；

S2在第一中间产物的热敏电阻层上附着钝化层获得第二中间产物；

S2在第二中间产物的钝化层上附着金属层，获得第三中间产物；

S3在第三中间产物的金属层上附着介质层获得第四中间产物；

S4在第四中间产物的介质层上形成具有微结构阵列反结构的光刻胶层，在光刻胶层上附着金属层获得第五中间产物；

S6通过对第五中间产物采用湿化学法进行去除光刻胶处理，获得热探测器。