[发明专利]基于干涉增强结构的胶体量子点红外焦平面阵列及制备方法

权利要求书

1.基于干涉增强结构的胶体量子点红外焦平面阵列，其特征在于：它包括量子点像素层(1)和干涉增强结构(2)，所述的干涉增强结构(2)上设有量子点像素层(1)；

所述红外焦平面阵列设置为顶面入射结构；

所述的量子点像素层(1)包括公共电极层(3)、红外量子点薄膜层(4)、半透反像素电极层(5)，所述的半透反像素电极层(5)上设有红外量子点薄膜层(4)，红外量子点薄膜层(4)上设有公共电极层(3)；

所述的干涉增强结构(2)包括光学隔离层(6)、反射电极层(7)，反射电极层(7)上设有光学隔离层(6)；

所述的半透反像素电极层（5）与反射电极层（7）进行电耦合；

还包括读出电路衬底；

所述反射电极层（7）、所述光学隔离层（6）、所述半透反像素电极层（5）、所述红外量子点薄膜层（4）以及所述公共电极层（3）沿远离所述读出电路衬底的方向依序设置；所述反射电极层（7）、所述光学隔离层（6）以及所述半透反像素电极层（5）均不连续覆盖读出电路衬底的整个表面，所述光学隔离层（6）在反射电极层之上留有1微米至10微米的方形或圆形缺口，所述半透反像素电极层（5）与所述反射电极层（7）经所述光学隔离层（6）的缺口连接；所述半透反像素电极层（5）通过所述反射电极层（7）与读出电路衬底电连接。

2.如权利要求1所述的基于干涉增强结构的胶体量子点红外焦平面阵列，其特征在于：所述的公共电极层(3)厚度范围为1纳米到300纳米之间，是采用透明电极材料氧化铟锡，并经过300摄氏度退火处理构成。

3.如权利要求1所述的基于干涉增强结构的胶体量子点红外焦平面阵列，其特征在于：所述的红外量子点薄膜层(4)的厚度为100纳米到800纳米之间的新型胶体量子点层；所述胶体量子点由旋涂和滴涂的方式制备于基底之上，连续覆盖整个基底表面；所述红外量子点薄膜层(4)表面经过银离子掺杂，并经过光刻及化学腐蚀方法进行像素化处理；所述红外量子点薄膜层(4)为不连续、分隔独立的像素化量子点薄膜层，间隔为1微米至5微米，并且通过控制量子点尺寸，调整其吸光范围可由1微米调节至12微米。

4.如权利要求1所述的基于干涉增强结构的胶体量子点红外焦平面阵列，其特征在于：所述的半透反像素电极层(5)由纳米级金属和氧化铟锡经电子束沉积制成，厚度在0至10纳米之间。

5.如权利要求1所述的基于干涉增强结构的胶体量子点红外焦平面阵列，其特征在于：所述的光学隔离层(6)由红外透明材料经由光刻及电子束沉积制备而成，其厚度根据实际所需增强红外光波长，在50纳米到1000纳米之间，在透反像素电极层之上留有1微米至10微米的缺口，填充像素化电极层之间的间隔，作为保护量子点薄膜的钝化层；所述红外透明材料包括二氧化硅、硅、锗、氟化钙。

6.如权利要求1所述的基于干涉增强结构的胶体量子点红外焦平面阵列，其特征在于：所述的反射电极层(7)为高反射率金属层，由金、铝、铜、银经过电子束沉积而成，厚度在10纳米到500纳米之间，不同像素之间留有1微米到5微米间隔。

7.一种基于读出电路的焦平面阵列加工方法，其特征在于：包括量子点像素层、干涉增强结构、读出电路及钝化层，它包括如下步骤：

步骤1：清洗读出电路表面；

步骤2：经电子束沉积技术，制备反射电极层，厚度为10纳米到500纳米之间，反射电极层的电极并不连续覆盖表面，不同像素之间留有1微米到5微米间隔；

步骤3：光学隔离层由光刻及电子束沉积制备而成，其厚度为50纳米到1000纳米之间，不连续覆盖整个表面，在反射电极层之上留有1微米至10微米的方形或圆形缺口；

步骤4：透反像素电极层由电子束沉积的氧化铟锡/金属双层结构制成，氧化铟锡厚度为10纳米到50纳米，金属层厚度为5纳米至1025纳米，不连续覆盖整个读出电路表面，为不连续、分隔独立的电极，间隔为1微米至5微米，透反像素电极层与反射电极层经光学隔离层缺口连接；

步骤5：胶体量子点层可由旋涂或滴涂制备于基底之上，连续覆盖整个基底表面，其厚度为100纳米到800纳米之间，量子点层表面经过银离子掺杂；

步骤6：胶体量子点层经过光刻及化学腐蚀方法进行像素化处理，为不连续、分隔独立的像素化量子点薄膜，间隔为1微米至5微米；

步骤7：钝化层由光刻及电子束沉积蒸镀或旋涂于量子点表面，为不连续覆盖，在量子点表面留有5微米至100微米开口，其厚度为反射电极层厚度、光学隔离层厚度、透反像素电极层厚度及量子点薄膜厚度，可用材料有二氧化硅；

步骤8：沉积公共电极层，使用厚度为1纳米到300纳米之间的金属，覆盖整个表面。