[发明专利]一种高吸收结构的太赫兹室温探测器及制备方法

权利要求书

1.一种高吸收结构的太赫兹室温探测器，其特征在于：包括依次设置的底层、中间层、顶层，所述底层为金属底平面，中间层是复合薄膜微桥和空腔，顶层为亚波长结构的金属图形。

2.根据权利要求1所述的一种高吸收结构的太赫兹室温探测器，其特征在于，所述的顶层的亚波长结构的金属图形是方形十字架结构的交叉谐振器。

3.根据权利要求1所述的一种高吸收结构的太赫兹室温探测器，其特征在于，中间层的复合薄膜微桥包括驱动电路、驱动电路配置有电路接口、驱动电路上由下而上依次设置有缓冲层，支撑层，顶部电极，顶部电极与电路接口连接；顶部电极和支撑层上由下而上依次设置有敏感层、保护层。

4.根据权利要求1所述的一种高吸收结构的太赫兹室温探测器，其特征在于，所述的顶层的方形十字架结构的材料为金、铜、铝、钛、镍、铬或者镍铬合金中任一种。

5.根据权利要求1所述的一种高吸收结构的太赫兹室温探测器，其特征在于，所述顶层的金属图形的方形十字架的厚度为0.05-0.15um, 所述的金属图形的十字架的边长为35-75um,宽为3-6um, 所述顶层的金属图形的十字架的吸收的太赫兹频率为1.5-3THz中的特定频点, 且在该频点的金属图形的十字架的吸收效率超过90﹪。

6.根据权利要求１所述一种高吸收结构的太赫兹室温探测器,其特征在于,所述的介质层的复合薄膜微桥的桥面为复合材料层，厚度0.5-1um，复合薄膜微桥的空腔高度1.5-3um。

7.根据权利要求１所述一种高吸收结构的太赫兹室温探测器,其特征在于,底层金属平面的厚度大于0.3um，金属材料为金、铝、钛、铜、镍、铬及其合金中任一种，金属表面粗糙度低于0.01um。

8.根据权利要求6所述一种高吸收结构的太赫兹室温探测器,其特征在于,复合材料层由多层介电薄膜和热敏感材料层构成。

9.一种制备权利要求1-8任一所述的一种高吸收结构的太赫兹室温探测器的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、在驱动电路生长牺牲层，用自动涂胶轨道进行光敏聚酰亚胺的涂覆并图形化，使牺牲层图案边缘的断面形状呈现正梯形形状，露出驱动电路的电路接口，其中牺牲层的材料为聚酰亚胺、二氧化硅或氧化的多孔硅和磷硅玻璃中的任一种；

步骤2、在已有牺牲层图案的驱动电路的电路接口上用AZ5214光刻制备金属铝缓冲层图形,然后用磁控溅射法制备金属铝薄膜，铝薄膜的厚度在0.3~1.5um范围内,最后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离，剥离后在片面留下铝缓冲层图形；

步骤3、在步骤2所得的在牺牲层和缓冲层上用PECVD设备及混频溅射技术制作低应力的氮化硅支撑层，制备氮化硅层的厚度范围在0.2~1um范围内, 然后对该层薄膜进行光刻和刻蚀，刻蚀出支撑桥面的图形，露出电极接口;

步骤4、在步骤3所得的器件上用AZ5214光刻胶进行NiCr顶部电极图形的制备, 然后用磁控溅射法制备NiCr薄膜，NiCr薄膜的厚度在0.05~1um范围内，最后用丙酮也在超声条件下进行光刻胶的剥离，剥离后在片面留下NiCr电极图形，要求顶部电极层与电极接口电连接;

步骤5、在已制备顶部电极层的支撑桥面上用溅射设备制备用作敏感层的氧化钒薄膜，厚度为0.005-0.1um，然后对该层氧化钒薄膜进行光刻和刻蚀，刻蚀出所需的氧化钒薄膜图形；

步骤6、在氧化钒图形上用PECVD设备及混频溅射技术制作低应力的氮化硅保护层, 制备氮化硅层的厚度范围在0.1~1um范围，然后对该层薄膜进行光刻和刻蚀，刻蚀出桥面的图形；

步骤7、 在保护层氮化硅上用AZ5214光刻胶进行顶层金的方形十字架图形的制备, 然后用金属热蒸发法制备金属图形，薄膜的厚度在0.05~0.15um范围，最后用丙酮也在超声条件下进行光刻胶的剥离，剥离后在片面留下金属的方形十字架图形； 

步骤8、 用氧气等离子体轰击器件释放牺牲层，形成微桥结构，然后进行封装形成探测单元。

10.根据权利要求9所述的一种高吸收结构的太赫兹室温探测器的方法，其特征在于，用作敏感层的氧化钒薄膜采用磁控溅射法制备；溅射时控制溅射功率为100~500W，氧分压为0.5％~10％，溅射时间为5~60min，退火温度为200~600℃。