[发明专利]一种红外探测器

说明书

本公开涉及一种红外探测器，红外探测器包括多个用于将红外辐射能转换为电能以进行红外探测的探测器半导体像元，即包括多个对红外辐射敏感且专门适用于把红外辐射能转换为电能的半导体器件，每个探测器半导体像元的至少两个梁结构中，由红外吸收板向对应的微桥柱的梁路径中，交汇于同一节点的两条并行梁结构分别为第一和第二半桥结构，第一和第二半桥结构构成热对称结构；第一半桥结构包括支撑层、电极层和钝化层，第二半桥结构包括支撑层，热对称结构中的第一半桥结构的长度大于第二半桥结构的长度，热对称结构中的第一半桥结构与第二半桥结构的热导非平衡差值小于等于20%。通过本公开的技术方案，降低了探测器半导体像元的总热导。

技术领域

本公开涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种红外探测器。

背景技术

红外探测器中包含有多个对红外辐射敏感且专门适用于把红外辐射能转换为电能的半导体器件，现有的红外焦平面探测器存在红外探测器的热导较大，红外探测器的性能较差的问题，例如具有几何对称设计的红外探测器，红外探测器的探测器半导体像元中的两个半桥在结构上几何对称，具有电传输作用的半桥和不具有电传输作用的半桥的长度相等。但是，因为电极材料和支撑层材料的力学强度和热导率均不相同，导致热量由红外吸收板到达对应的两个微桥柱的速度差异较大，进而导致整个红外探测器的热导较大，红外探测器的探测性能较差。另外，几何对称设计的红外探测器受到的应力和形变较大，导致其力学稳定性和抗冲击能力较差，进而导致整个红外探测器的结构稳定性较差。

因此，如何进一步减小红外探测器的热导，提高红外探测器的红外探测性能，以及进一步提高红外探测器的结构稳定性成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种红外探测器，降低了探测器半导体像元的总热导，提高了红外探测器的红外探测性能，提高了探测器半导体像元的稳定性和抗冲击能力。

本公开实施例提供了一种红外探测器，包括多个阵列排布的探测器半导体像元，所述探测器半导体像元用于将红外辐射能转换为电能以进行红外探测，每个所述探测器半导体像元包括：

至少两个梁结构，每个所述梁结构分别连接红外吸收板和微桥柱；

至少两个所述梁结构中，由所述红外吸收板向对应的所述微桥柱的梁路径中，交汇于同一节点的两条并行梁结构分别为第一半桥结构和第二半桥结构，所述第一半桥结构和所述第二半桥结构构成热对称结构；

所述第一半桥结构包括支撑层、电极层和钝化层，所述第二半桥结构包括支撑层，所述热对称结构中的所述第一半桥结构的长度大于所述第二半桥结构的长度，所述热对称结构中的所述第一半桥结构与所述第二半桥结构的热导非平衡差值小于等于20%。

可选地，所述热对称结构中的所述第一半桥结构与所述第二半桥结构的热导相同。

可选地，所述热对称结构中的所述第一半桥结构的长度为l₁，所述第二半桥结构的长度为l₂，l₁与l₂满足如下公式：

其中，k₁为所述支撑层的热导率，k₂为所述电极层的热导率，k₃为所述钝化层的热导率，w₁为所述梁结构上所述支撑层的宽度，w₂为所述梁结构上所述电极层的宽度，w₃为所述梁结构上所述钝化层的宽度，t₁为所述支撑层的等效厚度，t₂为所述电极层的厚度，t₃为所述钝化层的厚度。

可选地，包含有所述热对称结构的所述梁结构还包括至少一个连接杆，所述连接杆用于分隔所述热对称结构中的所述第一半桥结构和所述第二半桥结构；