一种像素单元及其构成的红外成像探测器和制备工艺

摘要

本发明公开一种具有纳结构光敏单元并采用背照明方式的非致冷红外探测像素单元以及由此像素单元构成的面阵红外成像探测器芯片。该探测器芯片由含有光敏单元阵列的硅基有源片和起支撑作用的无源衬底片键合而成。有源片上含有大量的由像素单元组成的二维阵列，每个像素单元由硅衬底正面的中心红外光透射通道、透射通道外围的ROIC读出电路、像素中心的纳结构光敏单元、表面介质层和硅衬底背面的聚焦微光学单元组成。红外光从硅衬底背面的微透镜一侧入射，被微透镜会聚后通过光透射通道并被聚焦到硅衬底正面的纳结构光敏单元而被吸收探测。本发明的背照明纳结构红外探测器具有高填充因子和快速响应特点，器件结构和制备工艺均比较简单，可用于制造低成本红外热像仪。

主权项

一种像素单元，其特征在于，它包括由下至上的依次设置的支撑层、键合层、介质层、光敏单元层、读出电路层以及微透镜层，所述读出电路层和光敏单元层位于硅衬底的同一面，所述微透镜层位于硅衬底的另一面，所述光敏单元为由导电金属或半导体材料制作的纳结构，并位于像素单元中心，所述光敏单元被读出电路环绕，且与读出电路互连，所述微透镜用于将入射的红外光会聚并聚焦至光敏单元，光敏单元用于吸收和探测红外光。