[实用新型]一种检测装置

说明书

本实用新型公开了一种检测装置，该检测装置包括一个源测量单元和一个感应器件及其连接件。其中感应元件是硅基集成电路工艺制造的芯片器件，依次包括衬底底层，隔绝层，导电层，纳米材料层，钝化层，导出电极等，其中纳米材料层增强光吸收并释放热量以提高灵敏度，感应器件的导电层是由厚度为5nm至1000nm的导电材料制成,感应器件的导电层连接出两个电极，电极连接至源测量单元的输入输出端，源测量单元向感应器件输入扫描电压并测量电流信号，在有无光信号激励时反应不同，从而实现检测。

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种集成纳米材料的红外检测装置及其制造方法。

背景技术

红外传感产品广泛应用在人工智能（图像识别）、建筑、消防、车载等民用及军事领域，有百亿级市场容量，其核心是红外探测芯片传感器。核心传感层仍然是采用氧化钒、非晶硅等传感材料，但是氧化钒、非晶硅这些材料存在着灵敏度低、响应速度慢（≈10-15ms）、成本高等诸多缺点。

金纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒，具有非常丰富的化学物理性质。金纳米棒的表面等离子体共振会引起其对可见与近红外波段特定波长光的散射和吸收。因此金纳米棒可以以其较低的光热能量损失和在近红外波段极强的场增强效应，敏感地探测到红外辐射，可以集成于红外探测器中，提高器件的响应速度和灵敏度，在同样面积的器件中，新器件具有更高的灵敏度，并且在达到原定灵敏度的目标下，由于纳米层的吸收率高，因此可以采用更小的芯片面积达到同样的灵敏度。

发明内容

本发明公开了一种检测装置，其特征在于该检测装置包括一个源测量单元和一个感应器件及其连接件。其中感应元件是硅基集成电路工艺制造的芯片器件，依次包括衬底底层，隔绝层，导电层，纳米材料层，钝化层，导出电极等，其中纳米材料层增强光吸收并释放热量以提高灵敏度。感应器件的导电层连接出两个电极，电极连接至源测量单元的输入输出端，源测量单元向感应器件输入扫描电压并测量电流信号，在有无光信号激励时反应不同，从而实现检测。

本发明采用在感应层中加入纳米材料层，从而构造出新型器件，并以此器件为基础，结合能够提供高精度电压源和电流源，并且可以提供线性扫描电压和扫描电流并测量器件输出的电流电压的源测量单元，发明了一种快速高响应率检测装置。

在本发明中，与典型的热敏红外热成像器件类似，导电层作为一个电阻器，纳米层粒子产生的热量与电阻器导电层耦合，电阻器的电导率因其温度变化而变化。外接电路通过测量电阻变化，可以根据理论公式计算温度变化。

本发明一个实施例中，通过可以采用多层纳米材料重叠的方式以提高器件性能，纳米材料层中间可以包括连接层。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，附图仅为示意图，不表示实际的比例。

图1 为本发明装置中具有本专利一种集成纳米材料的检测装置中的感应器件的一个实施例的示意图；其中包括衬底层1，隔绝层2，导电层3，纳米材料层4，钝化层5，导出电极6-1和6-2等。

图2 为本发明装置中具有本专利一种集成多层纳米材料感应元件的检测装置的一个实施例的示意图；其中包括衬底层1，隔绝层2，导电层3，两个纳米材料层4，钝化层5，导出电极6-1和6-2等，连接层7，连接层7是导电的。其中导出电极6-1和6-2是位于钝化层5的下方，并延伸出钝化层之外，以连接至外接电路，输出有效信号，实现检测功能。

图3为本发明装置中具有本专利一种集成多层纳米材料的检测装置的感应器件的一个实施例的上视示意图。

图4 为本发明装置中具有本专利一种集成多层纳米材料的检测装置的感应器件的制造方法的示意图。

图5 为本发明装置中一种纳米材料的实施例的示意图，其中包括无保护层的纳米材料8，一种成分包裹层9和由纳米粒子8和单种成分包裹层9组成的新纳米材料。