[发明专利]一种双色偏振非制冷红外探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种双色偏振非制冷红外探测器，其特征在于，包括多个探测器单元，所述探测器单元包括四个超像元结构，所述超像元结构包括四个像素单元，四个所述超像元结构和四个所述像素单元按两行两列排列；

所述像素单元包括由下向上设置的基底层、第一悬空层、第二悬空层，所述第一悬空层包括层叠的支撑结构层和超表面吸收层，所述超表面吸收层位于所述支撑结构层的两个支撑与电连接孔之间，且所述超表面吸收层包括背板层、介质层、金属阵列层，所述金属阵列层包括多个不同尺寸的金属块，所述第二悬空层包括第一支撑层和线栅层；

同一所述超像元结构中的四个线栅层具有各不相同的线栅朝向角度，位于同一对角线上的两个所述超像元结构中的所述金属阵列层相同，且两条对角线上的所述金属阵列层中的金属块尺寸不等，以实现对红外波段的双色偏振成像；

其中，所述支撑结构层包括第二支撑层、位于所述第二支撑层上表面的热敏层、位于所述第二支撑层和所述热敏层的上表面的第一保护层、位于所述第一保护层上表面的电极金属层和位于所述电极金属层上表面的第二保护层；

所述第二支撑层和所述第一保护层具有第一通孔，以便所述电极金属层通过所述第一通孔与金属电极电连接；所述第一保护层具有接触孔，所述接触孔的下端终止于所述热敏层。

2.如权利要求1所述的双色偏振非制冷红外探测器，其特征在于，相邻所述像素单元的所述第二悬空层彼此相连。

3.如权利要求1所述的双色偏振非制冷红外探测器，其特征在于，所述第二悬空层中的支撑连接孔位于所述支撑与电连接孔的外侧，位于所述支撑连接孔底部的第一支撑层与所述支撑结构层相连。

4.如权利要求1所述的双色偏振非制冷红外探测器，其特征在于，多个不同尺寸的所述金属块的形状为同心圆环、同心方形环带、正方形、圆盘、长条状中的任一种。

5.如权利要求1所述的双色偏振非制冷红外探测器，其特征在于，每个所述像素单元中的所述线栅层包括多个线栅结构，所述第一支撑层对应相邻所述线栅结构之间的区域为贯穿厚度的第二通孔。

6.一种双色偏振非制冷红外探测器制作方法，其特征在于，包括：

获得基底层；

在所述基底层的上表面形成第一牺牲层，并对所述第一牺牲层进行图形化处理，以形成与支撑结构层的支撑与电连接孔对应的孔；

在所述第一牺牲层的上表面形成所述支撑结构层；

在相邻所述支撑与电连接孔之间的所述支撑结构层上表面依次形成背板层、介质层、包括多个不同尺寸金属块的金属阵列层，且同一探测器单元中位于同一对角线上的两个超像元结构中的所述金属阵列层相同，且两条对角线上的所述金属阵列层中的金属块尺寸不等，得到探测器前驱体；

在所述探测器前驱体的上表面形成第二牺牲层，并对所述第二牺牲层进行图形化处理；

在所述第二牺牲层的上表面形成包括第一支撑层和线栅层，并对所述线栅层进行刻蚀，以使同一所述超像元结构中的四个像素单元的所述线栅层具有各不相同的线栅朝向角度；

释放所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，得到双色偏振红外探测器；

其中，所述在所述第一牺牲层的上表面形成所述支撑结构层包括：

在所述第一牺牲层的上表面形成第二支撑层；

在所述第二支撑层的上表面形成热敏层；

在所述热敏层和所述第二支撑层的上表面形成第一保护层，并对位于所述支撑与电连接孔底部的所述第二支撑层和所述第一保护层进行光刻和刻蚀形成第一通孔，对位于热敏层上方的所述第一保护层进行光刻和刻蚀，止于所述热敏层，形成接触孔；

在所述第一保护层的上表面形成电极金属层，且位于所述第一通孔中的所述电极金属层与金属电极电连接；

在所述电极金属层的上表面形成第二保护层。

7.如权利要求6所述的双色偏振非制冷红外探测器制作方法，其特征在于，所述获得基底层包括：

获得含有读出电路的衬底；

在所述衬底的上表面沉积金属薄膜层，并对所述金属薄膜层进行图形化处理，以形成金属反射层和金属电极，且所述金属电极与所述支撑与电连接孔对应。

8.如权利要求6所述的双色偏振非制冷红外探测器制作方法，其特征在于，所述在相邻所述支撑与电连接孔之间的所述支撑结构层上表面依次形成背板层、介质层、包括多个不同尺寸金属块的金属阵列层包括：

采用剥离工艺、反应溅射、光刻和蚀刻图形化方法中的任一种方法，在相邻所述支撑与电连接孔之间的所述支撑结构层上表面依次形成所述背板层、所述介质层、所述金属阵列层。