一种红外增透膜层结构、制备方法以及非制冷红外探测器与流程

本发明涉及半导体，具体为一种红外增透膜层结构、制备方法以及非制冷红外探测器。

背景技术：

1、红外成像技术广泛用于医疗、安防、军事、工农业、环境保护等各个领域当中，其核心器件是红外焦平面探测器。根据红外探测器的工作原理可分为制冷型红外探测器和非制冷型红外探测器。

2、非制冷红外探测器是集微机械元件、微型传感器、执行器、信号处理电路与控制电路于一体的mems系统。非制冷红外探测器通过红外探测单元吸收红外线，将其转化为热能，热能引起探测器材料电学特性的变化，进而将红外能量转化为电信号，通过读出电路对电信号进行转化处理。

3、真空封装技术水平是决定非制冷红外焦平面探测器性能的主要因素之一。现有的非制冷红外探测器真空封装方式包括金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装。为了迎合消费级电子市场升级，需要开发成本更低的面阵级封装。面阵级封装是将封装工艺融入到整个mems工艺制程中，在已完成红外mems微桥的基础上采用蒸镀红外增透膜层完成整个面阵的封装，实现了单晶圆集成工艺的薄膜封装。在红外光学系统中，

4、红外能量的透过率也决定了整个系统的好坏，传统的非制冷红外热成像探测器(金属、陶瓷及晶圆级封装)需要在窗片表面镀制红外增透膜来降低其表面的反射损失，增大红外透过率，提高探测器性能。对于面阵级封装而言，红外增透膜不仅需要起到红外增透的效果，同时需要起到腔体密封的效果，面阵级封装是靠红外增透膜层完成整个腔体的密闭封腔，而腔体的真空度是决定探测器性能的关键因素，膜层材料本身的透气会影响到腔体的整体气密性，所以对于面阵级封装的红外增透层结构及材料的设计十分重要。

5、由此，目前需要有一种方案来解决现有封装技术中存在的密封性不足技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种红外增透膜层结构、制备方法以及非制冷红外探测器，至少可以解决现有技术中存在的部分问题。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种红外增透膜层结构，包括堆叠设置的至少一层ge层和至少一层zns层，以及夹设于ge层、zns层之间的非晶硅层。

4、作为本发明所述的一种红外增透膜层结构的优选方案，相邻的ge层、zns层构成一组第一叠层结构，所述第一叠层结构具有至少两组，每相邻的两组第一叠层结构之间夹设一层所述非晶硅层。

5、作为本发明所述的一种红外增透膜层结构的优选方案，每相邻的ge层与zns层之间夹设一层所述非晶硅层。

6、作为本发明所述的一种红外增透膜层结构的优选方案，包括由依次设置的ge层、非晶硅层、zns层构成的第二叠层结构，所述第二叠层结构具有至少两组且堆叠设置。

7、作为本发明所述的一种红外增透膜层结构的优选方案，所述ge层的厚度为1-10μm。

8、作为本发明所述的一种红外增透膜层结构的优选方案，其所述zns层的厚度为1-5μm。

9、作为本发明所述的一种红外增透膜层结构的优选方案，所述非晶硅层的厚度为1-5μm。

10、为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：

11、一种上述的红外增透膜层结构的制备方法，采用蒸镀的方法制备所述ge层、所述zns层以及所述非晶硅层。

12、为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：

13、一种非制冷红外探测器，所述非制冷红外探测器包括封装结构腔体以及设置在腔体上方的上述的所述红外增透膜层结构。

14、作为本发明所述的一种非制冷红外探测器的优选方案，所述红外增透膜层结构的最下层为ge层。

15、本发明的有益效果如下：

16、1、本发明提供的红外增透膜层结构包括至少一个由ge层、zns层以及非晶硅层叠层结构构成，叠层结构中的ge层、zns层以及非晶硅层，三种膜层材料都具备很高的红外透过率，可以在红外光谱范围内透过可见光，能够保证红外探测器具有良好的光电转化效果。

17、2、本发明提供的红外增透膜层结构中包括有非晶非晶硅层，非晶非晶硅层具有良好的气体阻隔性能，能够在保证膜层结构较高的红外透过率的基础上，阻断外界气体与腔体内气体之间的相互扩散和交换，提高腔体的气体密封性能，保证红外探测器的检测性能。

技术特征：

1.一种红外增透膜层结构，其特征在于，包括堆叠设置的至少一层ge层和至少一层zns层，以及夹设于ge层、zns层之间的非晶硅层。

2.根据权利要求1所述的一种红外增透膜层结构，其特征在于，相邻的ge层、zns层构成一组第一叠层结构，所述第一叠层结构具有至少两组，每相邻的两组第一叠层结构之间夹设一层所述非晶硅层。

3.根据权利要求1所述的一种红外增透膜层结构，其特征在于，每相邻的ge层与zns层之间夹设一层所述非晶硅层。

4.根据权利要求1所述的一种红外增透膜层结构，其特征在于，包括由依次设置的ge层、非晶硅层、zns层构成的第二叠层结构，所述第二叠层结构具有至少两组且堆叠设置。

5.根据权利要求1所述的一种红外增透膜层结构，其特征在于，所述ge层的厚度为1-10μm。

6.根据权利要求1所述的一种红外增透膜层结构，其特征在于，所述zns层的厚度为1-5μm。

7.根据权利要求1所述的一种红外增透膜层结构，其特征在于，所述非晶硅层的厚度为1-5μm。

8.一种权利要求1-7中任一项所述的红外增透膜层结构的制备方法，其特征在于：采用蒸镀的方法制备所述ge层、所述zns层以及所述非晶硅层。

9.一种非制冷红外探测器，其特征在于：所述非制冷红外探测器包括封装结构腔体以及设置在腔体上方的如权利要求1-7中任一项所述的所述红外增透膜层结构。

10.根据权利要求9所述的非制冷红外探测器，其特征在于，所述红外增透膜层结构的最下层为ge层。

技术总结本发明涉及半导体技术领域，具体为一种红外增透膜层结构、制备方法以及非制冷红外探测器，通过堆叠设置的叠层红外增透膜结构，能够在保证红外探测器红外光高透过率的同时，又能够对面阵级封装结构腔体进行良好的密封，防止腔体内与外部气体之间的扩散，保证红外探测器的检测性能。技术研发人员：黄立,黄晟,叶帆,江致兴,王春水,汪超,蒋文杰,方明受保护的技术使用者：武汉鲲鹏微纳光电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/16