[发明专利]鳍式光伏型硅基等离激元热载流子红外探测芯片及其制作方法

摘要

本发明属于光电探测技术领域，具体一种鳍式光伏型硅基等离激元热载流子红外探测芯片及其制作方法。本发明红外探测芯片包括SOI衬底、制作于SOI衬底顶层硅之内的像元阵列、制作于SOI衬底的底层硅中的信号读出电路以及制作于中间介质层内的通孔互连结构。每个单像元器件包括：金属电极、硅纳米线列阵、以及集成于纳米线上的鳍式构筑超表面，以此实现对红外辐射的完美吸收，并将吸收的光子转变成表面等离激元热载流子转移至半导体中，产生光伏信号，实现探测功能。本发明探测芯片采用三维集成工艺制造，将红外感知单元和信号处理单元垂直堆叠起来，层间利用通孔填充技术实现Z方向垂直互联，得到高密度、低功耗、超大阵列规模的单片式焦平面阵列探测芯片。