一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器及制备方法与流程

技术特征：
1.一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器，其特征在于，自下而上依次包括衬底、绝缘胶、金属反射层、钝化层、碲镉汞薄膜、微纳结构以及电极；其中，所述碲镉汞薄膜的厚度为亚微米级，所述微纳结构、碲镉汞薄膜、钝化层以及金属反射层共同形成等离激元微腔。2.根据权利要求1所述的等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器，其特征在于，所述微纳结构的厚度h1与金属反射层的厚度h2均大于材料的趋肤深度，所述碲镉汞薄膜的厚度h3和其折射率n3，钝化层的厚度h4和其折射率n4，与探测波长λ在数值上满足关系满足：n3h3 n4h
4 ≈ mλ/4，其中m取正奇整数。3.一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：在第一衬底上外延生长厚度为亚微米级的碲镉汞薄膜；第二步：在所述碲镉汞薄膜表面沉积钝化层；第三步：在所述钝化层上沉积金属反射层；第四步：在所述金属反射层上旋涂绝缘胶；第五步：通过所述绝缘胶将所述金属反射层面与第二衬底紧密粘合；第六步：将第五步所获得的结构的第二衬底一侧固定在平台上，利用机械剥离和化学腐蚀将所述第一衬底完全去除，露出所述碲镉汞薄膜；第七步：通过微纳加工工艺在所述碲镉汞薄膜表面制作微纳结构和电极，即得到所述等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器。4.根据权利要求3所述的一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器制备方法，其特征在于，所述第一衬底的材料为碲锌镉、碲化镉、硅或锗。5.根据权利要求3所述的一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器制备方法，其特征在于，所述第二步中，沉积方法采用化学气相沉积、分子束外延或物理气相沉积，所述钝化层的材料为碲化镉、硫化锌或二氧化硅。6.根据权利要求3所述的一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器制备方法，其特征在于，所述第三步中，沉积方法采用物理气相沉积或磁控溅射沉积，金属采用金、银、镍或铬。7.根据权利要求3所述的一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器制备方法，其特征在于，所述绝缘胶为环氧树脂或pmma。8.根据权利要求3所述的一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器制备方法，其特征在于，所述第二衬底的材料为硅片或蓝宝石。9.根据权利要求3所述的一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器制备方法，其特征在于，所述微纳加工工艺具体为紫外光刻、纳米压印、近场扫描光刻或激光直写工艺，所述微纳结构的材料为金、银、镍、铬或氧化铟锡。

技术总结
本发明公开了一种等离激元增强的碲镉汞微腔红外探测器及制备方法，器件自下而上依次包括衬底、绝缘胶、金属反射层、钝化层、碲镉汞薄膜、微纳结构以及电极；其中碲镉汞薄膜的厚度为亚微米级，可以减小工作时的暗电流，微纳结构、碲镉汞薄膜、钝化层和金属反射层形成等离激元微腔，极大提高碲镉汞的红外光吸收能力，该结构兼备高吸收和低噪声的特点，可以提高碲镉汞探测器的工作温度，解决了传统高性能碲镉汞红外探测器需要在液氮制冷等苛刻条件下工作的问题。相较于在外延厚衬底上制备碲镉汞薄膜，本发明的制备方法，实现了微纳结构


技术研发人员：朱利 肖佳慧 李晨昱 吴建峰 吕俊鹏 崔一平
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2021/12/12