CN113566980A - 混合成像探测器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种混合成像探测器，包括：衬底，衬底中设置有处理电路；衬底的一侧设置有红外探测件和可见光探测件，可见光探测件位于红外探测件的远离衬底的一侧，红外探测件与可见光探测件均与处理电路电性连接；可见光探测件包括相连的第一掺杂区和第二掺杂区，第二掺杂区位于第一掺杂区的远离衬底一侧的面上，第一掺杂区和第二掺杂区形成PN结；第一掺杂区和第二掺杂区中的其中一个上间隔设有多个延伸部，且延伸部的端部插装在第一掺杂区和第二掺杂区中的另一个中。延伸部处形成了横向PN结，从而展宽了“耗尽层”厚度，以增加光吸收率。因此，本申请提供的混合成像探测器，提高了可见光感应区域对可见光的吸收率，保证混合成像探测器的性能。

Description

混合成像探测器
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种混合成像探测器。
背景技术
随着工业和生活水平的发展，单纯的红外成像或者单纯的可见光成像已不能满足需求，具有更宽波段的成像技术越来越受到关注，特别是能同时对可见光和红外光敏感的成像技术。
相关技术中，市场上的混合成像技术一般是采用芯片集成的方案，将可见光和长波波段的成像处理芯片集成在一起。混合成像芯片结构具体包括：衬底，和位于衬底上的红外光感应区域和可见光感应区域；以及用于将可见光感应区域和红外光感应区域所输出的电信号进行计算并转换为图像的电路处理模块；其中，可见光感应区通过PN结对可见光进行吸收。
然而，现有的可见光感应区域的PN结对可见光的吸收率较低，对混合成像探测器的性能造成影响。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例提供一种混合成像探测器，能够提高可见光感应区域的PN结对可见光的吸收率，保证混合成像探测器的性能。
为了实现上述目的，本申请实施例提供一种混合成像探测器，
包括：衬底，衬底中设置有处理电路；
衬底的一侧设置有红外探测件和可见光探测件，可见光探测件位于红外探测件的远离衬底的一侧，红外探测件与可见光探测件均与处理电路电性连接；
可见光探测件包括相连的第一掺杂区和第二掺杂区，第二掺杂区位于第一掺杂区的远离衬底一侧的面上，第一掺杂区和第二掺杂区形成PN结；
第一掺杂区和第二掺杂区中的其中一个上间隔设有多个延伸部，且延伸部的端部插装在第一掺杂区和第二掺杂区中的另一个中。
本实施例提供的混合成像探测器，通过在可见光探测件上设置相连的第一掺杂区和第二掺杂区，第二掺杂区位于第一掺杂区的远离衬底一侧的面上，第一掺杂区和第二掺杂区形成了纵向PN结。另外，第一掺杂区和第二掺杂区中的其中一个上间隔设有多个延伸部，且延伸部的端部插装在第一掺杂区和第二掺杂区中的另一个中。而延伸部处形成了横向PN结，从而展宽了“耗尽层”厚度，以增加光吸收率。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，可见光探测件还包括上电极层，上电极层位于第一掺杂区的朝向衬底一侧的面上，上电极层包括第一上电极和第二上电极，第一上电极和第二上电极之间电性绝缘；
第一上电极与第一掺杂区连接，部分第二掺杂区延伸至第二上电极并与第二上电极连接。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括：至少一个导热组件和至少一个支撑件，导热组件和支撑件位于衬底和红外探测件之间；
支撑件的第一端与衬底连接，支撑件的第二端与红外探测件连接，且至少一个支撑件分别与衬底和红外探测件电性连接；导热组件的导热效率高于支撑件的导热效率；
导热组件包括相对设置的第一导热件和第二导热件，第一导热件位于红外探测件朝向衬底的一侧的面，第二导热件位于衬底朝向红外探测件的一侧的面上；
第一导热件和第二导热件可分离式抵接。
本申请实施例提供的混合成像探测器，通过在衬底和红外探测件之间设置导热组件，导热组件的导热效率高于支撑件的导热效率，导热组件可以迅速的把探测器上的热量清零，以减小上一帧信号对下一帧信号的影响。其中，导热组件包括相对设置的第一导热件和第二导热件，第一导热件位于红外探测件朝向衬底的一侧的面，第二导热件位于衬底朝向红外探测件的一侧的面上；第一导热件和第二导热件可分离式抵接。在红外探测件吸收红外辐射升温的时候，第一导热件和第二导热件相互分离，两者之间不接触，以使红外探测件能够更好的升温。红外探测件将温度信号通过支撑件传递给衬底，以完成信号读取。信号读取完毕之后，第一导热件和第二导热件之间相向运动，以使第一导热件和第二导热件接触，红外探测件上的热量通过接触的第一导热件和第二导热件快速传递至衬底，完成上一帧信号的清零，避免了上一帧信号对下一帧信号的影响。从而提升了探测器的响应率，提升探测器的探测性能。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，支撑件为至少两个，各个支撑件间隔设置在衬底和红外探测件之间。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，支撑件为两个，其中一个支撑件分别与衬底和红外探测件电性连接，其中另一个支撑件与衬底和红外探测件均电性绝缘。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，支撑件为两个，两个支撑件均分别与衬底和红外探测件电性连接。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，衬底和红外探测件之间通过导热组件电性连接，其中，导热组件的第一导热件和第二导热件抵接。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，还包括快速读取电路结构，快速读取电路结构与至少一个导热组件电性连接。
这样，可以避免散热较快对信号读取的影响。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，红外探测件包括相连接的微桥结构和梁结构，第一导热件位于微桥结构上，支撑件与梁结构连接。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，梁结构位于微桥结构的边缘位置，且微桥结构与梁结构之间具有镂空间隙。
这样，可以将支撑件设置在红外探测件的边缘位置，使得支撑件对红外探测件形成较好的支撑的同时，减缓微桥结构通过支撑件向衬底的散热速度。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，梁结构位于微桥结构与衬底之间，支撑件包括第一支撑件，第一支撑件的一端与衬底连接，第一支撑件的另一端与梁结构连接，至少一个第一支撑件分别与梁结构和衬底之间电性连接。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，支撑件包括第二支撑件，第二支撑件的一端与微桥结构连接，第二支撑件的另一端与梁结构连接，至少一个第二支撑件分别与梁结构和微桥结构电连接。
这样，可以避免微桥结构与梁结构之间直接接触进行导热，进一步减小微桥结构与梁结构之间的导热效率。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一导热件与第一驱动电路电性连接，和/或，第二导热件与第二驱动电路电性连接，第一导热件与第二导热件之间在电性吸附力的作用下沿相向和向背的方向往复运动。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，包括加热电路，第二导热件包括相连的第一延伸段和第二延伸段，第一延伸段与衬底连接，第一延伸段沿衬底的厚度方向延伸，第二延伸段沿衬底的延伸方向延伸；
第二延伸段朝向衬底的一侧设有热膨胀层，至少部分热膨胀层从第二延伸段延伸至第一延伸段，热膨胀层与加热电路电性连接，热膨胀层的热膨胀系数比第二导热件的热膨胀系数大；
其中，第二导热件与热膨胀层电性绝缘。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一导热件背离衬底的一侧上设置有金属件，金属件包括多个第一金属段和多个第二金属段，多个第一金属段和多个第二金属段依次交错且首尾连接，相邻的第一金属段和第二金属段之间具有夹角；
靠近第一导热件的一侧，第一金属段和第二金属段的连接处与第一导热件之间通过绝缘层连接；
金属件与第三驱动电路电性连接，第一导热件与第四驱动电路电性连接，第一导热件在与金属件之间的电性吸引力的作用下，靠近或远离第二导热件。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一导热件朝向衬底的一侧的面上设有第一嵌合部，第二导热件朝向红外探测件的一侧的面上设有第二嵌合部；
当第一导热件和第二导热件抵接时，第一嵌合部与第二嵌合部嵌合。
这样，第一导热件和第二导热件之间接触面积更大，接触效果更好，提高导热组件的导热效率。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，支撑件中设有容置空腔，容置空腔的内壁面凹凸不平。
这样，容置空腔的内壁面可以凹凸不平，以增加导热的路径长度，从而可以降低支撑件的导热效率。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，红外探测件包括下电极层，至少一个导热组件中的第一导热件由部分下电极层形成。
在可以包括上述实施例的一些实施例中，红外探测件还包括附加金属层，部分附加金属层形成第一导热件。
本申请的构造以及它的其他申请目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的混合成像探测器的剖视图；
图1a为本申请实施例提供的红外探测件的立体结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种红外探测件的剖视图；
图3为本申请实施例提供的另一种红外探测件的剖视图；
图4为本申请实施例提供的下电极层的俯视图；
图5为本申请实施例提供的另一种红外探测件的剖视图；
图6为本申请实施例提供的一种第二导热件的结构图；
图7为本申请实施例提供的一种第一导热件的结构图；
图8为本申请实施例提供的一种第一嵌合部和第二嵌合部的结构图；
图9为本申请实施例提供的另一种第一嵌合部和第二嵌合部的结构图；
图10为本申请实施例提供的另一种第一嵌合部和第二嵌合部的结构图。
附图标记说明：
100-混合成像探测器； 10-衬底； 11-反射层；
20-导热组件； 21-第一导热件； 211-第一嵌合部；
22-第二导热件； 221-第二嵌合部； 30-支撑件；
31-第一支撑件； 32-第二支撑件； 40-红外探测件；
40a-微桥结构； 40b-梁结构； 40c-镂空间隙；
41-支撑层； 42-下电极层； 421-第一下电极；
422-第二下电极； 43-附加金属层； 50a-第一延伸段；
50b-第二延伸段； 51-热膨胀层； 52-金属件；
521-第一金属段； 522-第二金属段； 53-绝缘层；
54-电隔绝层； 60-可见光探测件； 61-第一掺杂区；
62-第二掺杂区； 63-延伸部； 64-上电极层；
641-第一上电极； 642-第二上电极； 65-绝缘介质层；
70-导电支持件； 80-晶体管； 81-源极；
82-漏极； 83-栅极。
具体实施方式
相关技术中，混合成像探测器包括衬底，和设置在衬底上的红外探测件和可见光探测件。其中可见光探测件上设置有PN结，PN结包括层叠设置的一个P型掺杂区和一个N型掺杂区，一个P型掺杂区和一个N型掺杂区之间形成“耗尽层”，“耗尽层”的厚度较薄，导致“耗尽层”对光的吸收率较低，导致混合成像探测器性能较差。
针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种混合成像探测器，通过在可见光探测件上设置相连的第一掺杂区和第二掺杂区，第二掺杂区位于第一掺杂区的远离衬底一侧的面上，第一掺杂区和第二掺杂区形成了纵向PN结。另外，第一掺杂区和第二掺杂区中的其中一个上间隔设有多个延伸部，且延伸部的端部插装在第一掺杂区和第二掺杂区中的另一个中。而延伸部处形成了横向PN结，从而展宽了“耗尽层”厚度，以增加光吸收率。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请实施例提供一种混合成像探测器100，如图1所示，包括衬底10，衬底10中设置有处理电路，该衬底10可以为衬底10上的其他结构层提供支撑基础。
如图1-图3所示，衬底10的一侧设置有红外探测件40和可见光探测件60，可见光探测件60位于红外探测件40的远离衬底10的一侧，红外探测件40与可见光探测件60均与处理电路电性连接。外部的光线从图1所示的上方向入射到可见光探测件60上，可见光被可见光探测件60吸收，形成电信号。光线在进一步入射到红外探测件40上，红外探测件40对红外光进行吸收并产生热量。
如图1所示，可见光探测件60包括相连的第一掺杂区61和第二掺杂区62，第二掺杂区62位于第一掺杂区61的远离衬底10一侧的面上，第一掺杂区61和第二掺杂区62形成PN结。其中，第一掺杂区61和第二掺杂区62中的一个为P型掺杂区，第一掺杂区61和第二掺杂区62中的另一个为N型掺杂区。第一掺杂区61为P型掺杂区，第二掺杂区62为N型掺杂区。或者，第一掺杂区61为N型掺杂区，第二掺杂区62为P型掺杂区。本实施例对此不做限制。
本实施例以第一掺杂区61为P型掺杂区，第二掺杂区62为N型掺杂区为例进行说明。
通过上层的第二掺杂区62和下层的第一掺杂区61，可以形成沿可见光探测件60厚度方向PN结，在PN结处形成“耗尽层”。
“耗尽层”是指P型半导体和N型半导体接触后，分别在N型掺杂区和P型掺杂区形成的空间电荷区，其中，由于载流子扩散机制导致该区域的载流子被被耗尽，仅剩下空间电荷区。当“耗尽层”厚度增加时，可以增加光吸收率和量子效率。
如图1所示，第一掺杂区61和第二掺杂区62中的其中一个上间隔设有多个延伸部63，且延伸部63的端部插装在第一掺杂区61和第二掺杂区62中的另一个中。这样，相当于通过设置延伸部63，在第一掺杂区61和第二掺杂区62的长度的延伸方向上形成了水平的PN结，以在水平的PN结方向形成“耗尽层”。延伸部63有多个，因此，水平的PN结也有多个。可以有效增加“耗尽层”厚度，从而增加光吸收率和量子效率，保证混合成像探测器100的性能。
具体的，一些示例中，可以在第一掺杂区61上设置延伸部63，延伸部63的端头朝向第二掺杂区62延伸，且伸入到第二掺杂区62中。延伸部63与第一掺杂区61的掺杂类型相同，延伸部63与第二掺杂区62的掺杂类型相反。从而在延伸部63与第二掺杂区62之间形成PN结，对PN结加压后可以形成“耗尽层”。可以有效增加“耗尽层”厚度，从而增加光吸收率和量子效率，保证混合成像探测器100的性能。
另一些示例中，可以在第二掺杂区62上设置延伸部63，延伸部63的端头朝向第一掺杂区61延伸，且伸入到第一掺杂区61中。延伸部63与第二掺杂区62的掺杂类型相同，延伸部63与第一掺杂区61的掺杂类型相反。从而在延伸部63与第一掺杂区61之间形成PN结，对PN结加压后可以形成“耗尽层”。可以有效增加“耗尽层”厚度，从而增加光吸收率和量子效率，保证混合成像探测器100的性能。
如图1所示，衬底10中设置有处理电路，处理电路可以为CMOS处理电路，用于处理混合成像探测器100的信号。其中，CMOS处理电路具有晶体管80（图1中虚线圈出的部分），晶体管80中包括源极81、漏极82以及栅极83。
其中，可见光探测件60与衬底10之间设置导电支持件70，导电支持件70的一端与可见光探测件60连接，导电支持件70的另一端与衬底10连接。导电支持件70的材质可以为金属材质。其中，导电支持件70可以为2个，其中一个导电支持件70分别与可见光探测件60上的N型掺杂区，以及衬底10中的晶体管80的源极81电性连接。另一个导电支持件70分别与可见光探测件60上的P型掺杂区，以及衬底10上的固定电位点连接（例如可以与地线连接）。
当光线从上方射入，可见光被可见光探测件60上的PN结吸收，电荷存储在里面，当晶体管80打开时，电荷则会通过晶体管80的源极81转移到晶体管80的漏极82，以传输信号。
本实施例中，如图1所示，可见光探测件60还包括上电极层64，上电极层64位于第一掺杂区61的朝向衬底10一侧的面上，上电极层64包括第一上电极641和第二上电极642，第一上电极641和第二上电极642之间电性绝缘。从而可以形成分别为N型掺杂区和P型掺杂区提供电压的电极。
具体的，第一上电极641与第一掺杂区61连接，部分第二掺杂区62延伸至第二上电极642并与第二上电极642连接。第一掺杂区61与导电支持件70通过第一上电极641电性连接。第二掺杂区62与导电支持件70通过第二上电极642电性连接。
本实施例中，可见光探测件60还包括绝缘介质层65，绝缘介质层65位于上电极层64朝向衬底10的一侧，且部分绝缘介质层65伸入到上电极层64中，以将第一上电极641和第二上电极642之间绝缘。
下面结合附图对本实施例提供的红外探测件40进行详细的说明。
如图1a所示，混合成像探测器100，还包括：至少一个支撑件30和红外探测件40，支撑件30位于衬底10和红外探测件40之间。支撑件30的第一端与衬底10连接，支撑件30的第二端与红外探测件40连接。支撑件30可以将红外探测件40支撑在衬底10上，以形成悬空结构。
为了使红外探测件40上的信号传递至衬底10，可以将支撑件30中的至少一个设置成导电的支撑件30，支撑件30中的至少一个分别与衬底10和红外探测件40电性连接。
需要说明的是，红外探测件40对红外辐射敏感，把红外辐射能转换为电能。其通过吸收红外辐射能而温度升高，红外探测件40再将温度信号转换为电信号。因此，需要增强红外辐射导致的温度升高，以提高红外探测件40的灵敏性和准确性。这样，就需要减缓红外探测件40向衬底10的散热速度。
然而，减缓了红外探测件40向衬底10的散热速度，虽然是为了能够提升红外红外探测件40的灵敏性和准确性。但由于红外探测件40的散热速度太慢，导致上一帧的信号清零较慢，对下一帧信号产生影响。因此，红外探测件40向衬底10的散热减缓后，会导致响应率降低。
为了加快红外探测件40的散热，混合成像探测器100还包括至少一个导热组件20，通过在衬底10和红外探测件40之间设置导热组件20，导热组件20的导热效率高于支撑件30的导热效率，导热组件20可以迅速的把红外探测件40上的热量清零，以减小上一帧信号对下一帧信号的影响。
如图2和图3所示，导热组件20包括相对设置的第一导热件21和第二导热件22，第一导热件21位于红外探测件40朝向衬底10的一侧的面，第二导热件22位于衬底10朝向红外探测件40的一侧的面上；第一导热件21和第二导热件22可分离式抵接。
可分离式抵接是指，在红外探测件40吸收红外辐射升温的时候（简称升温阶段），第一导热件21和第二导热件22相互分离，两者之间不接触，而支撑件30导热效率较差，可以使红外探测件40能够更好的升温。红外探测件40将信号通过支撑件30传递给衬底10，以完成信号读取。信号读取完毕之后，第一导热件21和第二导热件22之间相向运动，以使第一导热件21和第二导热件22接触，红外探测件40上的热量通过接触的第一导热件21和第二导热件22快速传递至衬底10，完成上一帧信号的清零，避免了上一帧信号对下一帧信号的影响。从而提升了混合成像探测器100的响应率，提升混合成像探测器100的探测性能。
如图1a所示，衬底10与红外探测件40之间形成谐振腔，衬底10上包括处理电路，用于实现信号采集和数据处理。衬底10朝向红外探测件40的一侧的面上设有反射层11，反射层11用于反射红外线至红外探测件40中，配合谐振腔实现红外线的二次吸收。
如图2所示，红外探测件40是由多个膜层形成，其中可以包括支撑层41、热敏层、下电极层42、吸收层或钝化层等。支撑层41用于对其他膜层形成支撑，吸收层用于吸收红外线，热敏层用于将温度信号转换为电信号，下电极层42用于将热敏层转换出来的电信号通过支撑件30传递给衬底10中的处理电路，处理电路通过对获取到的电信号分析而实现非接触式红外温度检测。钝化层用于保护下电极层42和热敏层不被氧化或者腐蚀。
继续参考图1a，红外探测件40包括相连的微桥结构40a和梁结构40b，微桥结构40a作为红外探测件40吸收红外线的主要区域。微桥结构40a通过细长的梁结构40b与衬底10相连。由于细长的梁结构40b的导热效率较低，可以减缓微桥结构40a向衬底10的散热速度，从而增强了红外辐射在微桥结构40a引起的温度升高。
需要说明的是，如图1a中，微桥结构40a位于红外探测件40的中间区域，梁结构40b位于微桥结构40a的相对两端。梁结构40b位于微桥结构40a的边缘位置，且微桥结构40a与梁结构40b之间具有镂空间隙40c。这样，支撑件30与边缘的梁结构40b相连，可以将支撑件30设置在红外探测件40的边缘位置，使得支撑件30对红外探测件40形成较好的支撑的同时，减缓微桥结构40a通过支撑件30向衬底10的散热速度。
如图1a，支撑件30的数量为至少一个，例如支撑件30可以是1个，2个，3个，4个或5个等，本实施例对支撑件30的数量不做限制。
当支撑件30为1个时，支撑件30与红外探测件40形成悬臂梁结构。支撑件30的数量可以是大于等于2个，各个支撑件30间隔设置在衬底10和红外探测件40之间。这样，各个支撑件30能够较为均衡的对红外探测件40形成支撑。可以将支撑件30分别设置在红外探测件40的相对两端，以对红外探测件40形成较好的支撑。如图1a中，可以将支撑件30分别设置在红外探测件40的两个对角。另一些示例中，支撑件30为4个时，可以将支撑件30设置在红外探测件40边缘的四个拐角处。本实施例对支撑件30的设置位置不做限制。
如图4所示，下电极层42的边缘形状为回折结构（反复弯折的结构），回折结构细长，导热较慢。梁结构40b的形状也可以是回折结构，这样，梁结构40b的导热较慢。图4中圈出的A部分为回折结构。本申请对梁结构40b的形状不做限制，只要其导热效率较低即可。
本实施例以支撑件30的数量为2个进行说明。
如图4所示，下电极层42可以包括第一下电极421和第二下电极422，第一下电极421和第二下电极422之间绝缘，第一下电极421和第二下电极422分别传输电信号中的正负信号。因此，如图2和图3所示，为了避免正负信号之间相互干扰，可以分别通过两个支撑件30对正负信号进行传递。其中一个支撑件30传递正信号，另一个支撑件30传递负信号。此时，两个支撑件30均分别与衬底10和红外探测件40电性连接。
另一些示例中，两个支撑件30中的其中一个支撑件30分别与衬底10和红外探测件40电性连接，另一个支撑件30与衬底10和红外探测件40均电性绝缘。与衬底10和红外探测件40均电性连接的支撑件30可以传递正信号或负信号中的一种。而此时，另一种信号（负信号或正信号）也需要从红外探测件40传递至衬底10，可以将一个导热组件20作为信号传递的路径。
需要说明的是，支撑件30不用于传导信号时，支撑件30上无需设置金属来传导信号，可以降低支撑件30的导热效率。
将一个导热组件20作为信号传递的路径时，也就是说，衬底10和红外探测件40之间还需要通过一个导热组件20抵接时电性连接。该导热组件20中的第一导热件21和第二导热件22在接触时可以进行信号读取。例如，当红外探测件40上的温度达到一定阈值，第一导热件21和第二导热件22之间接触，两者接触的时候进行信号读取。另外，第一导热件21和第二导热件22之间还可以传递热量，以避免对下一帧影响。当红外探测件40上的信号快速清零后，第一导热件21和第二导热件22分开，以使红外探测件40对下一帧信号进行响应。
当导热组件20作为信号传递的路径时，第一导热件21可以由部分下电极层42形成。下电极层42形成第一导热件21以传递信号和热量。
另一些示例中，通过在红外探测件40上形成附加金属层43来形第一导热件21。例如，可以将附加金属层43设置在下电极层42的其中一侧。如图2中，将附加金属层43设置在下电极层42背离衬底10的一侧。当第一导热件21仅有导热作用时，附加金属层43与下电极层42之间绝缘。
如图3所示，当第一导热件21需要传递信号时，可以将下电极层42与附加金属层43之间电性连接。当附加金属层43与下电极层42连接时，两者之间可以通过连接部更好的导热，能提高导热组件20对微桥结构40a上的导热效率。
若第一导热件21和第二导热件22之间读取速度较慢，第一导热件21和第二导热件22在读取信号的同时还对红外探测件40进行快速降温，会对读取信号造成影响。因此，混合成像探测器100还可以设置快速读取电路结构，快速读取电路结构与至少一个导热组件20电性连接。导热组件20中的第一导热件21和第二导热件22快速对信号进行读取。这样，可以避免散热较快对信号读取的影响。另一些示例中，支撑件30也可以与快速读取电路结构电性连接，以形成快读通道。
需要说明的是，当两个支撑件30都可以传输信号时，导热组件20可以仅具有导热作用。当两个支撑件30中的其中一个可以传输信号，另一个不能传输信号时，则需要将一个导热组件20用于信号传输。其他一些示例中，两个支撑件30均不可以传输信号时，则需要设置两个导热组件20用于信号传输。其中，导热组件20的数量可以是1个，2个，3个，4个或5个等，本实施例对导热组件20的个数不做限制。
由于梁结构40b的导热效率较慢，可以将导热组件20中的第一导热件21设置在微桥结构40a上。这样，导热组件20直接与微桥结构40a接触，可以更快的将微桥结构40a上的热量传递至衬底10。另外，相比将第一导热件21设置在梁结构40b上，梁结构40b细长，其寄生电阻较大，对混合成像探测器100的性能造成影响，将第一导热件21设置在微桥结构40a上则可以降低寄生电阻，提升混合成像探测器100的性能。例如，可以设置两个导热组件20，其中一个第一导热件21位于微桥结构40a中第一下电极421正对的位置，另一个第一导热件21位于微桥结构40a中第二下电极422正对的位置。
为了降低支撑件30对热量的传导，支撑件30中设有容置空腔，设置容置空腔减小了支撑件30内部的体积，从而可以降低支撑件30的导热效率。容置空腔的内壁面可以凹凸不平，以增加导热的路径长度。例如，容置空腔的内壁面沿衬底10的厚度方向并列设置多个环形的凹槽或凸起等。这样，容置空腔设置了凹槽或凸起后，其强度增加。
另一些示例中，如图5所示，为了进一步减小支撑件30对微桥结构40a上的导热效率，可以将梁结构40b单独设置一层，将单独的一层梁结构40b设置在微桥结构40a和衬底10之间。这样，相比于将梁结构40b设置在微桥结构40a的边缘位置来说，梁结构40b的面积增加，可以将梁结构40b设置更长，梁结构40b的导热效率更低。其中，支撑件30可以包括第一支撑件31，第一支撑件31的一端与衬底10连接，第一支撑件31的另一端与梁结构40b连接。第一支撑件31将梁结构40b支撑在衬底10上。至少一个第一支撑件31分别与梁结构40b和衬底10电连接。
若微桥结构40a与梁结构40b之间直接接触进行导热，两者的接触面积较大，导热较快，为了进一步减小微桥结构40a与梁结构40b之间的导热效率。可以通过支撑结构将微桥结构40a悬空支撑于梁结构40b之上。其中，支撑件30包括第二支撑件32，第二支撑件32的一端与微桥结构40a连接，第二支撑件32的另一端与梁结构40b连接。
由于需要将微桥结构40a上的信号通过第一支撑件31和第二支撑件32传递至衬底10上的处理电路。至少一个第二支撑件32分别与梁结构40b和微桥结构40a电连接。
需要说明的是，当梁结构40b单独为一层时，例如传递正信号的支撑件30中包括一个分别与衬底10和梁结构40b电性连接的第一支撑件31，一个分别与梁结构40b与微桥结构40a电连接的第二支撑件32。该支撑件30中还可能包括不传信号仅起支撑作用的第一支撑件31和/或第二支撑件32。因此，该支撑件30中的第一支撑件31和第二支撑件32的数量可以是一一对应的，也可以不是一一对应的。传递负信号的支撑件30原理类似，不再赘述。
通过设置可分离式抵接的第一导热件21和第二导热件22，以提高混合成像探测器100的响应率，其中，可分离式抵接可以包括如下实施方式：
可分离式抵接的第一导热件21和第二导热件22的一种实现方式中，如图5所示，第一导热件21和第二导热件22之间可以通过电性吸附方式实现可分离式抵接。第一导热件21与第一驱动电路电性连接，第一驱动电路使第一导热件21带电，第二导热件22上感应出与第一导热件21上相反的电荷。此时，具有异性电荷的第一导热件21和第二导热件22之间相互吸引，以使第一导热件21和第二导热件22之间接触。
另一些示例中，第二导热件22与第二驱动电路电性连接。其原理与第一导热件21与第一驱动电路电性连接类似，不再赘述。
其他一些示例中，第一导热件21和第二导热件22均与驱动电路电性连接，第一驱动电路和第二驱动电路分别使第一导热件21和第二导热件22带相反电荷，从而实现第一导热件21和第二导热件22相向运动而接触。
当微桥结构40a上的信号清零后，驱动电路停止工作，以使两者分离。
可分离式抵接的第一导热件21和第二导热件22另一种实现方式中，如图6所示，衬底10上包括加热电路，第二导热件22包括相连的第一延伸段50a和第二延伸段50b，第一延伸段50a与衬底10连接，第一延伸段50a沿衬底10的厚度方向延伸，第二延伸段50b沿衬底10的延伸方向延伸。
第二延伸段50b朝向衬底10的一侧设有热膨胀层51，至少部分热膨胀层51从第二延伸段50b向第一延伸段50a延伸，热膨胀层51与加热电路电性连接，热膨胀层51的热膨胀系数比第二导热件22的热膨胀系数大。加热电路对热膨胀层51进行加热后，热膨胀层51膨胀大于第二导热件22。热膨胀层51带动第二导热件22向上弯曲，实现第一导热件21和第二导热件22的接触。
当微桥结构40a上的信号清零后，加热电路停止工作，以使两者分离。
第二导热件22与热膨胀层51之间可以电性绝缘。例如，热膨胀层51与第二导热件22可以均为金属材质，需要在第二导热件22与热膨胀层51之间设置电隔绝层54。当第二导热件22可以传导信号时，电隔绝层54可以避免第二导热件22和热膨胀层51两者所连电路之间的互相干扰。另外，电隔绝层54还可以减小从热膨胀层51传递至第二导热件22的热量，减小第二导热件22的热形变。
可分离式抵接的第一导热件21和第二导热件22另一种实现方式中，如图7所示，第一导热件21背离衬底10的一侧上设置有金属件52，金属件52包括多个第一金属段521和多个第二金属段522，多个第一金属段521和多个第二金属段522依次交错且首尾连接，相邻的第一金属段521和第二金属段522之间具有夹角。这样，金属件52的截面成蛇形。靠近第一导热件21的一侧，第一金属段521和第二金属段522的连接处与第一导热件21之间通过绝缘层53连接。
金属件52与第三驱动电路电性连接，第一导热件21与第四驱动电路电性连接，第一导热件21与金属件52之间在电性吸引力的作用下，使第一导热件21靠近或远离第二导热件22。
具体的，第三驱动电路和第四驱动电路可以使第一导热件21和金属件52带电。第一导热件21和金属件52之间电荷相反吸引时，蛇形的金属件52受力形变而沿长度方向拉伸，第一金属段521和第二金属段522之间的夹角变大，由于蛇形金属件52的形变大于第一导热件21的形变，第一导热件21拉伸的程度小于金属件52拉伸程度，因此，金属件52带动第一导热件21向下弯曲，以使第一导热件21与第二导热件22接触。
当第一导热件21和金属件52之间电荷相同电性排斥时，蛇形的金属件52受力形变而长度变小，第一金属段521和第二金属段522之间的夹角变小，第一导热件21则会受力形变拉伸，金属件52则会带动第一导热件21向上弯曲，以使第一导热件21与第二导热件22分离。或者，当微桥结构40a上的信号清零后，驱动电路停止工作，以使两者分离。
需要说明的是，上述几种可分离式抵接的第一导热件21和第二导热件22的实现方式，可以在混合成像探测器100中使用其中的一种或多种。本实施例对可分离式抵接的实现方式不做限，只要能够实现第一导热件21和第二导热件22可分离式抵接即可。
具体的，如图8-图10所示，第一导热件21朝向衬底10的一侧的面上设有第一嵌合部211，第二导热件22朝向红外探测件40的一侧的面上设有第二嵌合部221，第一嵌合部211与第二嵌合部221接触时嵌合在一起，以使第一导热件21和第二导热件22之间接触面积更大，接触效果更好，提高导热组件20的导热效率。第一嵌合部211可以是凹槽形成，第二嵌合部221可以是凸起形成。或者，第二嵌合部221可以是凹槽形成，第一嵌合部211可以是凸起形成。其中，凹槽的截面形状可以是锯齿形、梯形、角形、弧形或方形等，本实施例对凹槽的形状不做限制。凸起与凹槽类似，不再赘述。
在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种混合成像探测器，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底中设置有处理电路；
所述衬底的一侧设置有红外探测件和可见光探测件，所述可见光探测件位于所述红外探测件的远离所述衬底的一侧，所述红外探测件与所述可见光探测件均与所述处理电路电性连接；
所述可见光探测件包括相连的第一掺杂区和第二掺杂区，所述第二掺杂区位于所述第一掺杂区的远离所述衬底一侧的面上，所述第一掺杂区和第二掺杂区形成PN结；
所述第一掺杂区和第二掺杂区中的其中一个上间隔设有多个延伸部，且所述延伸部的端部插装在所述第一掺杂区和第二掺杂区中的另一个中。
2.根据权利要求1所述的混合成像探测器，其特征在于，所述可见光探测件还包括上电极层，所述上电极层位于所述第一掺杂区的朝向所述衬底一侧的面上，所述上电极层包括第一上电极和第二上电极，所述第一上电极和第二上电极之间电性绝缘；
所述第一上电极与所述第一掺杂区连接，部分所述第二掺杂区延伸至所述第二上电极并与所述第二上电极连接。
3.根据权利要求1所述的混合成像探测器，其特征在于，还包括：至少一个导热组件和至少一个支撑件，所述导热组件和所述支撑件位于所述衬底和所述红外探测件之间；
所述支撑件的第一端与所述衬底连接，所述支撑件的第二端与所述红外探测件连接，且至少一个所述支撑件分别与所述衬底和所述红外探测件电性连接；所述导热组件的导热效率高于所述支撑件的导热效率；
所述导热组件包括相对设置的第一导热件和第二导热件，所述第一导热件位于所述红外探测件朝向所述衬底的一侧的面，所述第二导热件位于所述衬底朝向所述红外探测件的一侧的面上；
所述第一导热件和所述第二导热件可分离式抵接。
4.根据权利要求3所述的混合成像探测器，其特征在于，所述支撑件为至少两个，各个所述支撑件间隔设置在所述衬底和所述红外探测件之间。
5.根据权利要求4所述的混合成像探测器，其特征在于，所述支撑件为两个，其中一个所述支撑件分别与所述衬底和所述红外探测件电性连接，其中另一个所述支撑件与所述衬底和所述红外探测件均电性绝缘。
6.根据权利要求4所述的混合成像探测器，其特征在于，所述支撑件为两个，两个所述支撑件均分别与所述衬底和所述红外探测件电性连接。
7.根据权利要求5所述的混合成像探测器，其特征在于，所述衬底和所述红外探测件之间通过所述导热组件电性连接，其中，所述导热组件的所述第一导热件和所述第二导热件抵接。
8.根据权利要求7所述的混合成像探测器，其特征在于，还包括快速读取电路结构，所述快速读取电路结构与至少一个所述导热组件电连接。
9.根据权利要求3-8任一所述的混合成像探测器，其特征在于，所述红外探测件包括相连接的微桥结构和梁结构，所述第一导热件位于所述微桥结构上，所述支撑件与所述梁结构连接。
10.根据权利要求9所述的混合成像探测器，其特征在于，所述梁结构位于所述微桥结构的边缘位置，且所述微桥结构与所述梁结构之间具有镂空间隙。
11.根据权利要求9所述的混合成像探测器，其特征在于，所述梁结构位于所述微桥结构与所述衬底之间，所述支撑件包括第一支撑件，所述第一支撑件的一端与所述衬底连接，所述第一支撑件的另一端与所述梁结构连接，至少一个所述第一支撑件分别与所述梁结构和所述衬底之间电性连接。
12.根据权利要求11所述的混合成像探测器，其特征在于，所述支撑件包括第二支撑件，所述第二支撑件的一端与所述微桥结构连接，所述第二支撑件的另一端与所述梁结构连接，至少一个所述第二支撑件分别与所述梁结构和所述微桥结构电性连接。
13.根据权利要求3-8任一所述的混合成像探测器，其特征在于，所述第一导热件与第一驱动电路电性连接，和/或，所述第二导热件与第二驱动电路电性连接，所述第一导热件与所述第二导热件之间在电性吸附力的作用下沿相向和向背的方向往复运动。
14.根据权利要求3-8任一所述的混合成像探测器，其特征在于，包括加热电路，所述第二导热件包括相连的第一延伸段和第二延伸段，所述第一延伸段与所述衬底连接，所述第一延伸段沿所述衬底的厚度方向延伸，所述第二延伸段沿所述衬底的延伸方向延伸；
所述第二延伸段朝向所述衬底的一侧设有热膨胀层，至少部分所述热膨胀层从所述第二延伸段延伸至所述第一延伸段，所述热膨胀层与所述加热电路电性连接，所述热膨胀层的热膨胀系数比所述第二导热件的热膨胀系数大；
其中，所述第二导热件与所述热膨胀层电性绝缘。
15.根据权利要求3-8任一所述的混合成像探测器，其特征在于，所述第一导热件背离所述衬底的一侧上设置有金属件，所述金属件包括多个第一金属段和多个第二金属段，多个所述第一金属段和多个所述第二金属段依次交错且首尾连接，相邻的所述第一金属段和所述第二金属段之间具有夹角；
靠近所述第一导热件的一侧，所述第一金属段和所述第二金属段的连接处与所述第一导热件之间通过绝缘层连接；
所述金属件与第三驱动电路电性连接，所述第一导热件与第四驱动电路电性连接，所述第一导热件在与所述金属件之间的电性吸引力的作用下，靠近或远离所述第二导热件。
16.根据权利要求3-8任一所述的混合成像探测器，其特征在于，所述第一导热件朝向所述衬底的一侧的面上设有第一嵌合部，所述第二导热件朝向所述红外探测件的一侧的面上设有第二嵌合部；
当所述第一导热件和所述第二导热件抵接时，所述第一嵌合部与所述第二嵌合部嵌合。
17.根据权利要求3-8任一所述的混合成像探测器，其特征在于，所述支撑件中设有容置空腔，所述容置空腔的内壁面凹凸不平。
18.根据权利要求8所述的混合成像探测器，其特征在于，所述红外探测件包括下电极层，至少一个所述导热组件中的所述第一导热件由部分下电极层形成。
19.根据权利要求3-8任一所述的混合成像探测器，其特征在于，所述红外探测件还包括附加金属层，部分所述附加金属层形成所述第一导热件。
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