[发明专利]基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器

权利要求书

1.基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，包括微机电谐振器(2)，其特征在于，该红外传感器还包括连接微机电谐振器(2)的读出集成电路衬底(1)、位于微机电谐振器(2)上表面上的介质层(3)和位于介质层(3)上表面上的金属阵列层(4)，所述金属阵列层(4)包括复数个金属单元(4-1)，每个金属单元(4-1)由至少三种不同尺寸的金属块组成；

所述读出集成电路衬底(1)包括衬底(1-3)和衬底电极，所述衬底电极的数量为两个，衬底电极位于衬底(1-3)上表面上，衬底电极连接衬底(1-3)和微机电谐振器(2)；

所述微机电谐振器(2)包括硅基底(2-6)、空腔(2-9)、底电极(2-3)、压电层(2-2)、顶电极(2-1)、左通孔电极(2-8)、右通孔电极(2-7)、第一电极(2-4)和第二电极(2-5)，第一电极(2-4)和第二电极(2-5)位于硅基底(2-6)下表面、且一一对应的连接两个衬底电极，左通孔电极(2-8)和右通孔电极(2-7)均位于硅基底(2-6)内且一一对应连接第一电极(2-4)和第二电极(2-5)，底电极(2-3)连接左通孔电极(2-8)且位于硅基底(2-6)上，空腔(2-9)位于硅基底(2-6)和底电极(2-3)之间，且空腔(2-9)在硅基底(2-6)上的投影面积小于底电极(2-3)在硅基底(2-6)上的投影面积，压电层(2-2)设置在底电极(2-3)上表面上，顶电极(2-1)设置在压电层(2-2)上表面上且连接右通孔电极(2-7)，顶电极(2-1)的上表面上设置介质层(3)。

2.如权利要求1所述的基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，其特征在于，所述压电层(2-2)在硅基底(2-6)上的投影面积大于空腔(2-9)在硅基底(2-6)上的投影面积。

3.如权利要求1所述的基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，其特征在于，所述金属阵列层(4)的材料为Au、Ag或Al；介质层(3)的材料为Ge、MgF₂、SiO₂或AlN；底电极(2-3)和顶电极(2-1)的材料为Mo、W、Al、Pt或Ni；压电层(2-2)的材料为AlN、ZnO、LiNbO₃或石英；左通孔电极(2-8)、右通孔电极(2-7)、第一电极(2-4)和第二电极(2-5)的材料为Au、Cu或Ni。

4.如权利要求1所述的基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，其特征在于，红外传感器还包括设置在读出集成电路衬底(1)上的围板和设置在围板上的红外窗口，所述红外窗口位于金属阵列层(4)的正上方，读出集成电路衬底(1)、围板和红外窗口共同构成密封腔。

5.如权利要求1所述的基于压电效应及复合等离激元的宽光谱红外传感器，其特征在于，红外传感器还包括连接层(5)，读出集成电路衬底(1)通过连接层(5)连接微机电谐振器(2)。