[发明专利]一种红外传感器以及红外信号强度的检测方法

说明书

本发明揭示一种红外传感器以及红外信号强度的检测方法。所述红外传感器包括：金属层；铁电材料层，设置于所述金属层的一侧；石墨烯材料层，设置于所述铁电材料层的远离所述金属层的一侧；电极层，设置于所述石墨烯材料层的远离所述铁电材料层的一侧；红外吸收层，设置于所述电极层远离所述石墨烯材料层的一侧；热传导层，设置于所述铁电材料层、石墨烯材料层以及电极层的外侧，且分别连接所述红外吸收层和所述金属层。该红外传感器可以有效地提高红外信号强度检测的灵敏度以及准确度。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种红外传感器以及使用该红外传感器进行红外信号强度的检测方法。

背景技术

红外传感器是用红外线为介质的测量系统，按探测机理可分成为光子探测和热探测。红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。现有利用热探测的方式进行红外信号强度检测的红外传感器中，通常具有灵敏度不高等问题，容易影响最终红外强度检测的准确性。

目前，石墨烯材料由于其具有较高的载流子迁移率以及优异的光学特性而受到广泛的关注，本发明希望提供一种利用石墨烯材料制成的红外传感器，通过利用石墨烯材料的特性来提高红外传感器检测的灵敏度和准确度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种红外传感器以及使用该红外传感器进行红外信号强度的检测方法。该红外传感器可以有效地提高红外信号强度检测的灵敏度以及准确度。

根据本发明的一个方面提供一种红外传感器，所述红外传感器包括：金属层；铁电材料层，设置于所述金属层的一侧；石墨烯材料层，设置于所述铁电材料层的远离所述金属层的一侧；电极层，设置于所述石墨烯材料层的远离所述铁电材料层的一侧；红外吸收层，设置于所述电极层远离所述石墨烯材料层的一侧；热传导层，设置于所述铁电材料层、石墨烯材料层以及电极层的外侧，且分别连接所述红外吸收层和所述金属层。

可选地，所述电极层包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极设置于所述石墨烯材料层远离所述铁电材料层的一侧表面，且分别位于所述石墨烯材料层的两端。

可选地，所述金属层的面积大于等于所述铁电材料层的面积，且所述金属层的厚度均匀。

可选地，所述热传导层对所述红外吸收层形成支撑，所述红外吸收层和所述金属层之间形成一空腔，所述铁电材料层、石墨烯材料层以及电极层容置于所述空腔内。

可选地，所述热传导层和所述金属层一体成型。

可选地，所述热传导层和所述金属层由铝、钨、钽、氮化钽、铂中的任一种制成。

可选地，所述铁电材料层由锆钛酸铅压电陶瓷材料或钛酸锶钡材料制成。

可选地，所述红外吸收层由氮化硅或者氮氧化硅材料制成。

可选地，所述红外传感器还包括衬底，所述衬底包括底面和环绕所述底面的侧壁，所述底面和所述侧壁形成一容置空间，所述侧壁还包括向所述容置空间延伸的夹持部，所述夹持部夹持所述热传导层和所述金属层。

可选地，所述金属层与所述底面之间相互间隔，形成一隔离空间。

根据本发明的一个方面提供一种红外信号强度的检测方法，所述红外信号强度的检测方法包括如下步骤：提供上述的红外传感器；在所述红外传感器的金属层和电极层之间施加电压，对所述铁电材料层进行极化；检测所述石墨烯材料层两端形成的第一电流；将所述红外传感器置于待检测的红外中；检测吸收红外后所述石墨烯材料层两端形成的第二电流，并根据所述第一电流和所述第二电流的差值计算所述红外信号的强度。