專利名稱：耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于光電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)的紅外熱釋電探測器。
背景技術(shù)：
[0002]紅外熱釋電探測器具有體積小、重量輕、無需制冷等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、 環(huán)境監(jiān)測、安全消防、紅外光譜儀、紅外氣體分析儀等軍民領(lǐng)域。如附圖1所示，紅外熱釋電探測器實際上等效于一個平板電容器，通常將兩個金屬電極分別制作于熱釋電晶片的正、 反兩面，并通過導(dǎo)電膠粘接金絲的方式引出電極，形成上、下電極結(jié)構(gòu)。隨著對紅外熱釋電探測器性能要求的不斷提高，尤其需要快速響應(yīng)和高靈敏度的條件下，熱釋電探測器光敏元的厚度需要減薄至10微米左右，在制作過程中，熱釋電探測器的光敏元極易損壞。在熱釋電探測器光敏元的正、反兩面制作金屬電極和引出電極時，目前常采用附圖2所示的使用一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)件形成懸空結(jié)構(gòu)的襯底制作熱釋電探測器的工藝，或者采用附圖3所示的平面襯底上形成帶襯底結(jié)構(gòu)制作熱釋電探測器的工藝，現(xiàn)有的技術(shù)導(dǎo)致熱釋電探測器的成品率極低，引出電極的可靠性差，耐高過載性能差。采用現(xiàn)有的紅外熱釋電探測器的上、下電極結(jié)構(gòu)，不論是懸空結(jié)構(gòu)還是帶襯底結(jié)構(gòu)制作熱釋電探測器，其工藝難度大，成品率極低，并且引出電極的可靠性也較差，不能適應(yīng)耐高過載和高靈敏度的工作條件。實用新型內(nèi)容[0003]為了獲得高性能耐高過載的紅外熱釋電探測器，本實用新型提供一種耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器，通過制備新型紅外吸收膜和絕熱層的方式，提高探測器吸收率、減小熱傳導(dǎo)，大幅提高器件的靈敏度、可靠性和耐高過載特性。[0004]本實用新型所述的耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器，其特征在于在熱釋電晶片的下表面上制備一層全反射電極，在全反射電極的下表面上制備一層絕熱層， 絕熱層的下表面與襯底用粘接膠粘接；在熱釋電晶片的上表面的中心位置制備紅外吸收層，紅外吸收層是半透明電極與二氧化硅膜構(gòu)成的兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，也可以是半透明電極與有機薄膜構(gòu)成的兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，或者是吸收層全反射電極、介質(zhì)層和半透明電極構(gòu)成的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)的紅外吸收層的半透明電極引出金絲引線，或者從三層復(fù)合結(jié)構(gòu)的吸收層全反射電極引出金絲引線；在熱釋電晶片的上表面、紅外吸收層的周圍制備一層引出電極，引出電極與紅外吸收層之間不相連接，引出電極引出金絲引線。[0005]本實用新型的有益效果是紅外探測器芯片的下電極通過電容耦合的方式從熱釋電晶片的背面轉(zhuǎn)換至正面，實現(xiàn)了電極結(jié)構(gòu)的平面化，使兩個電極均從正面引出，降低了工藝難度，提高了成品率；絕熱層減小了熱釋電晶片與襯底之間的熱傳導(dǎo)，提高了探測器的靈敏度；紅外吸收層增加了探測器的紅外吸收率，提高了探測器的紅外探測率。


3[0006]圖1、圖2和圖3為現(xiàn)有的上、下電極結(jié)構(gòu)的熱釋電探測器示意圖；[0007]圖4為本實用新型實施例的示意圖；[0008]圖5為本實用新型實施例一和實施例二的剖面圖；[0009]圖6為本實用新型實施例三的剖面圖。[0010]圖中，1為全反射電極，2為熱釋電晶片，3為紅外吸收層，3a為半透明電極，北為二氧化硅膜，3c為介質(zhì)層，3d為吸收層全反射電極，4為金絲引線，5為襯底，6為粘接膠，7為絕熱層，9為引出電極。
具體實施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。[0012]實施例一[0013]如圖4和圖5所示，實施例一所述的耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器，其特征在于在熱釋電晶片2的下表面上制備一層全反射電極1，在全反射電極的下表面上制備一層絕熱層7，絕熱層的下表面與襯底5用粘接膠6粘接；在熱釋電晶片的上表面的中心位置制備紅外吸收層3，紅外吸收層是由半透明電極3a與二氧化硅膜北構(gòu)成的兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)的紅外吸收層的半透明電極采用球焊的方式引出金絲引線4，在熱釋電晶片的上表面、紅外吸收層的周圍制備一層引出電極9，引出電極與紅外吸收層之間不相連接，引出電極采用球焊的方式引出金絲引線。[0014]熱釋電晶片2的厚度為10微米左右；全反射電極1采用鎳鉻材料或者采用鉻金金屬膜，厚度在2000A以上；絕熱層7采用多孔二氧化硅材料或者采用環(huán)氧型有機薄膜，厚度為2微米左右；襯底5采用玻璃、硅、藍寶石或者陶瓷材料；絕熱層與襯底的粘接膠用光學(xué)膠。[0015]在半透明電極3a的上表面上制備的二氧化硅膜北的厚度為1. 5微米左右。引出電極9為常用的鉻金電極，厚度在5000A以上。[0016]實施例二[0017]如圖4和圖5所示，實施例二所述的耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器，其特征在于紅外吸收層的結(jié)構(gòu)是半透明電極3a與有機薄膜構(gòu)成的兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從半透明電極3a采用球焊的方式引出金絲引線4，其余技術(shù)特征與實施例一相同。[0018]實施例三[0019]如圖4和圖6所示，實施例三所述的耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器，其特征在于紅外吸收層的結(jié)構(gòu)是由吸收層全反射電極3d、介質(zhì)層3c和半透明電極3a 構(gòu)成的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從吸收層全反射電極3d引出金絲引線4，其余技術(shù)特征與實施例一相同。
權(quán)利要求1.耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器，其特征在于在熱釋電晶片O)的下表面上制備一層全反射電極(1)，在全反射電極的下表面上制備一層絕熱層(7)，絕熱層的下表面與襯底( 用粘接膠(6)粘接；在熱釋電晶片的上表面的中心位置制備紅外吸收層(3)，從紅外吸收層引出金絲引線；在熱釋電晶片的上表面、紅外吸收層的周圍制備一層引出電極(9)，引出電極與紅外吸收層之間不相連接，引出電極引出金絲引線。
2.按照權(quán)利要求1所述的熱釋電探測器，其特征在于紅外吸收層(3)是半透明電極(3a)與二氧化硅膜(3b)構(gòu)成的兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從紅外吸收層的半透明電極引出金絲引線 ⑷。
3.按照權(quán)利要求1所述的熱釋電探測器，其特征在于熱釋電晶片O)的厚度為10微米左右；全反射電極(1)采用鎳鉻材料或者采用鉻金金屬膜，厚度在2000A以上；絕熱層 (7)采用多孔二氧化硅材料或者采用環(huán)氧型有機薄膜，厚度為2微米左右；襯底( 采用玻璃、硅、藍寶石或者陶瓷材料；絕熱層與襯底的粘接膠(6)用光學(xué)膠。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的熱釋電探測器，其特征在于在半透明電極(3a)的上表面上制備的二氧化硅膜(3b)的厚度為1.5微米左右；引出電極(9)為鉻金電極，厚度在 5000A以上。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的熱釋電探測器，其特征在于紅外吸收層(3)是半透明電極(3a)與有機薄膜構(gòu)成的兩層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從半透明電極引出金絲引線G)。
6.按照權(quán)利要求1所述的熱釋電探測器，其特征在于紅外吸收層(3)是吸收層全反射電極(3d)、介質(zhì)層(3c)和半透明電極(3a)構(gòu)成的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，從吸收層全反射電極引出金絲引線(4)。
專利摘要耐高過載高靈敏度平面電極結(jié)構(gòu)熱釋電探測器，其特征在于在熱釋電晶片的下表面上制備一層全反射電極，在全反射電極的下表面上制備一層絕熱層，絕熱層的下表面與襯底用粘接膠粘接；在熱釋電晶片的上表面的中心位置制備紅外吸收層，從紅外吸收層引出金絲引線；在熱釋電晶片的上表面、紅外吸收層的周圍制備一層引出電極，引出電極與紅外吸收層之間不相連接，引出電極引出金絲引線。本實用新型的下電極通過電容耦合的方式從熱釋電晶片的背面轉(zhuǎn)換至正面，實現(xiàn)了電極結(jié)構(gòu)的平面化，降低了工藝難度，提高了成品率；絕熱層減小了熱釋電晶片與襯底之間的熱傳導(dǎo)，提高了探測器的靈敏度；紅外吸收層增加了探測器的紅外吸收率，提高了探測器的紅外探測率。
文檔編號G01J5/02GK202281652SQ201120420309
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者何雯瑾, 信思樹, 太云見, 袁俊, 龔曉霞 申請人:昆明物理研究所