CN114335203A - 像元结构、红外探测器以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种像元结构、红外探测器以及制备方法。其中，像元结构包括基底、转化元件和增强元件，所述转化元件位于所述基底上，并用于将光信号转化为电信号；增强元件位于所述转化元件的远离所述基底的一侧；增强元件包括用于吸收光信号的伞面结构，所述伞面结构设置于所述转化元件的上方，并且，沿所述像元结构的厚度方向，所述伞面结构和所述增强元件间隔设置；所述伞面结构包括用于增强光信号吸收的第一主金属层，并且，所述第一主金属层的电位恒定。根据本发明的实施例，为第一金属层提供恒定的电位，可消除红外探测器在工作或者运输过程中因第一金属层悬空而引入的静电，提高红外探测器的可靠性。

Description

像元结构、红外探测器以及制备方法

技术领域

本发明涉及红外信号探测领域，尤其涉及一种像元结构、红外探测器以及制备方法。

背景技术

相关技术中，红外探测器在工作或运输过程中不可避免的会产生静电，从而影响检测精准度。

发明内容

本发明提供一种像元结构、红外探测器以及制备方法，以解决相关技术中的不足。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种像元结构，包括：基底；

转化元件，位于所述基底上，并用于将光信号转化为电信号；

增强元件，位于所述转化元件的远离所述基底的一侧；所述增强元件包括用于吸收光信号的伞面结构，所述伞面结构设置于所述转化元件的上方，并且，沿所述像元结构的厚度方向，所述伞面结构和所述转化元件间隔设置；所述伞面结构包括用于增强光信号吸收的第一主金属层，并且，所述第一主金属层的电位恒定。

进一步的，所述像元结构包括电极金属层，所述电极金属层具有恒定电位，所述电极金属层与所述第一主金属层电性连接，并用于向所述第一主金属层提供恒定的电位。

进一步的，所述增强元件还包括沿所述像元结构的厚度方向延伸的支撑结构，所述支撑结构的两端分别抵靠所述伞面结构和转化元件；

所述支撑结构包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述金属连接部电性连接所述第一主金属层和所述电极金属层。

进一步的，所述转化元件包括第二金属层，所述第二金属层和所述电极金属层电性连接；

所述第一主金属层电性连接于所述第二金属层，并通过所述第二金属层电性连接至所述电极金属层。

进一步的，所述增强元件还包括沿所述像元结构的厚度方向延伸的支撑结构，所述支撑结构的两端分别抵靠所述伞面结构和转化元件；

所述支撑结构包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述金属连接部的电性连接所述第一主金属层和所述转化元件的所述第二金属层。

进一步的，所述电极金属层包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别电连接至第一恒定电位和第二恒定电位，并且，所述第一恒定电位和所述第二恒定电位不相同；

所述第二金属层电性连接于所述第一电极或者所述第二电极。

进一步的，所述像元结构包括电路检测元件，所述电路检测元件电性连接于所述转化元件，并用于接收所述电信号；

所述电路检测元件包括所述第一电极和所述第二电极，或者，所述电路检测元件与所述第一电极和所述第二电极电性连接。

进一步的，所述转化元件包括热敏层和吸收层；所述热敏层与所述吸收层接触，并与所述吸收层进行热交换，所述热敏层还用于根据温度信息改变自身的阻值信号；所述吸收层电性连接于所述电极金属层，所述吸收层的温度与所述光信号的强度呈正相关，并用于传导所述阻值信号；

所述第二金属层包括电位提供层和所述吸收层，所述电位提供层和所述吸收层绝缘设置，所述第一主金属层电性连接于所述电位提供层，并通过所述电位提供层电性连接至所述电极金属层。

进一步的，所述转化元件包括热敏层和吸收层；

所述热敏层与所述吸收层接触，并与所述吸收层进行热交换，所述热敏层还用于根据温度信息改变自身的阻值信号；

所述吸收层作为所述第二金属层的至少部分结构；所述吸收层电性连接于所述电极金属层，所述吸收层的温度与所述光信号的强度呈正相关，并用于传导所述阻值信号；

所述第一主金属层电性连接于所述吸收层，并通过所述吸收层电性连接至所述电极金属层。

进一步的，所述增强元件还包括沿所述像元结构的厚度方向延伸的支撑结构，所述支撑结构的两端分别抵靠所述伞面结构和转化元件；

所述支撑结构包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述第一主金属层通过所述金属连接部依次电性连接至吸收层和所述电极金属层。

进一步的，所述增强元件包括第一导电柱，所述金属连接部与所述吸收层通过所述第一导电柱连接；

沿所述像元结构的厚度方向，所述第一导电柱的投影位于所述第一主金属层和/或所述吸收层的投影的中央区域。

进一步的，所述吸收层包括第一导电部分和第二导电部分；

所述第一导电部分和所述第二导电部分分别电连接至第一恒定电位和第二恒定电位，并且，第一恒定电位和第二恒定电位不相同；

所述第一主金属层电性连接于所述第一导电部分或者所述第二导电部分。

进一步的，所述像元结构包括电路检测元件，所述电路检测元件位于所述基底和所述转化元件之间；

所述电路检测元件包括所述电极金属层，所述电极金属层包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别电连接至所述第一恒定电位和所述第二恒定电位；

所述吸收层的第一导电部分电性连接于所述第一电极，所述第二导电部分电性连接于所述第二电极。

进一步的，所述第一导电部分包括沿第一方向延伸的第一延伸体，所述第二导电部分包括沿第二方向延伸的第二延伸体；

所述第一方向和所述第二方向平行，并相向设置，所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述像元结构的厚度方向；

将所述第一延伸体的靠近所述第二延伸体的端部作为第一端部，将所述第二延伸体的靠近所述第一延伸体的一端作为第二端部；

所述第一端部和所述第二端部间隔设置；和/或，所述第一端部和所述第二端部沿所述第一方向和/或所述第二方向相对设置。

进一步的，将所述第一延伸体沿所述第一方向的长度作为第一长度，将所述第二延伸体沿所述第二方向的长度作为第二长度；

所述第一长度与所述第二长度的比值大于等于0.5，并且，小于等于1.5。

进一步的，所述增强元件还包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述金属连接部沿所述像元结构的厚度方向延伸，并且，所述第一主金属层和所述金属连接部电性连接；

将所述金属连接部与所述吸收层的连接位置作为连接端部，所述连接端部连接所述第一延伸体或者所述第二延伸体；

沿第三方向，将所述连接端部的宽度作为第一宽度，将所述第一延伸体或者第二延伸体的宽度作为第二宽度；所述第一宽度小于所述第二宽度；

所述第三方向垂直所述第一方向、第二方向和所述像元结构的厚度方向。

进一步的，所述第一宽度和所述第二宽度的比值大于等于0.5。

进一步的，所述转化元件和所述增强元件绝缘设置。

进一步的，所述第一主金属层的厚度大于等于1纳米，并且，小于等于20纳米。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种红外探测器，所述红外探测器包括上述的像元结构。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种像元结构的制备方法，用于制备上述的像元结构，所述制备方法包括以下步骤：

提供基底；

在基底上形成电极金属层，所述电极金属层用于连接至恒定电位；

在所述电极金属层上形成转化元件，所述转化元件的至少部分电性连接于所述电极金属层；

在转化元件上形成增强元件；增强元件包括用于吸收光信号的伞面结构，所述伞面结构设置于所述转化元件的上方，并且，沿所述像元结构的厚度方向，所述伞面结构和所述增强元件间隔设置；所述伞面结构包括用于增强光信号吸收的第一主金属层；所述第一主金属层通过所述转化元件电性连接至所述电极金属层。

进一步的，在所述电极金属层上形成转化元件的步骤，还包括以下步骤：

在电极金属层和基底的上表面形成第八绝缘保护层；

对第八绝缘保护层进行图案化，得到第二牺牲层；其中，第二牺牲层包括用于暴露所述电极金属层的第七镂空部；

在第二牺牲层上形成第一绝缘保护层，并对第一绝缘保护层进行图案化，得到第一镂空部和第四镂空部；其中，第一镂空部和第四镂空部位于第七镂空部中，并用于暴露所述电极金属层；

在第一绝缘保护层上形成第二金属层；其中，第二金属层的部分结构进入到一个第七镂空部中，以连接电极金属层；所述第二金属层还用于电性连接所述第一主金属层。

进一步的，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤，还包括以下步骤：

在第一绝缘保护层上形成金属材料层；

对金属材料层进行图案化，得到第二金属层；其中，所述第二金属层包括相互绝缘设置的所述电位提供层和所述吸收层；所述电位提供层的部分结构进入到一第七镂空部中，以连接电极金属层，并且，所述电位提供层还用于电性连接所述第一主金属层；所述吸收层的部分结构进入到另一第七镂空部中，以连接电极金属层，并且，所述吸收层还用于电性连接所述转化元件中的热敏层。

进一步的，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤之前，还包括以下步骤：

在第一绝缘保护层上形成热敏层；

在热敏层上形成第二绝缘层，并对第二绝缘层进行图案化，得到第五镂空部，所述第五镂空部用于暴露所述热敏层；

在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤，还包括以下步骤：

对金属材料层进行图案化，得到第二金属层；其中，第二金属层包括吸收层，所述吸收层的部分结构进入到一个第七镂空部、第一镂空部和第四镂空部中，以连接电极金属层；另一部分位于第二绝缘层上方，并进入所述第五镂空部中，以连接所述热敏层；所述吸收层还用于电性连接所述第一主金属层。

进一步的，在转化元件上形成增强元件的步骤还包括：

在转化元件上形成第七绝缘保护层；

对第七绝缘保护层进行图案化，得到第一牺牲层；其中，第一牺牲层包括用于暴露所述转化元件的第六镂空部；

在第七绝缘保护层上形成第四绝缘保护层，第四绝缘保护层的部分结构进入所述第六镂空部；

在第四绝缘保护层上进行图案化，形成贯通的通孔，并得到第五绝缘保护层；其中，通孔的一端延伸至吸收层；第五绝缘保护层包括用于暴露所述吸收层的第三镂空部，第三镂空部作为所述通孔的至少部分结构，并且，位于所述第六镂空部中；

在第四绝缘保护层上形成第一主金属层，所述第一主金属层的部分结构进入第三镂空部中，并与所述吸收层电连接。

根据上述实施例可知，在红外探测器的像元结构中，位于转化元件远离基底的一侧的增强元件包括伞面结构，伞面结构和转化元件在高度方向上悬空设置，从而使得伞面结构中的第一金属层悬空设置于转化元件上方，且第一金属层的电位恒定。因此，可消除红外探测器在工作或者运输过程中因第一金属层悬空而引入的静电，提高红外探测器的可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施例示出的一种像元结构中部分结构的平面结构示意图；

图2是根据本发明实施例示出的一种像元结构的剖面结构示意图；

图3是根据本发明实施例示出的一种像元结构的制备方法的流程图；

图4是制备像元结构的过程中产生的中间结构的一结构示意图；

图5是制备像元结构的过程中产生的中间结构的另一结构示意图；

图6是制备像元结构的过程中产生的中间结构的又一结构示意图；

图7是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图；

图8是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图；

图9是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图；

图10是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图；

图11是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图；

图12是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图；

图13是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图；

图14是制备像元结构的过程中产生的中间结构的再一结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明实施例提供一种红外探测器的像元结构1。该像元结构1，如图1与图2所示，其包括：基底11、转化元件Lay1、增强元件Lay2和读出电路（未图示）。需要说明的是，在图1中仅显示有转化元件Lay1的具体结构。在一些实施例中，红外探测器可包括阵列排布的像元结构。其可为红外成像探测器。

如图1与图2所示，转化元件Lay1位于基底11上，并用于将光信号转化为电信号。具体的，转化元件Lay1可接收光信号，并产生与之对应的电信号。读出电路设置于基底上，并位于基底11和转化元件Lay1之间。读出电路与转化元件Lay1电连接，读出电路用于接收转化元件Lay1产生的电信号，并对其进行处理，从而实现红外探测器的红外探测功能。当然，在其他实施例中，像元结构1还可用于对其他波长的光信号进行探测。需要说明的是，本实施例中的光信号为红外光辐射。

增强元件Lay2位于转化元件Lay1的远离基底11的一侧。增强元件Lay2呈伞状结构。具体的，增强元件Lay2包括U型的支撑结构UP与伞面结构UF。

其中，伞面结构UF用于吸收光信号，伞面结构UF设置于转化元件Lay1的上方，并且，沿像元结构1的厚度方向H，伞面结构UF和转化元件Lay1间隔设置，以起到电性隔离的作用。换言之，伞面结构UF悬空设置于转化元的上方。

伞面结构UF包括用于增强吸收光信号的第一主金属层231。第一金属层23的至少部分结构悬空设置于转化元件Lay1的上方具体的，第一主金属层231可起到增强光信号吸的收作用，从而增强像元结构1对光信号的吸收率，进而提升红外探测器的检测精准度。

支撑结构UP沿像元结构1的厚度方向H延伸，并且，支撑结构UP沿厚度方向H相对设置的两端分别抵靠于伞面结构UF和转化元件Lay1。支撑结构UP中包括用于增强光信号吸收的金属连接部232，金属连接部232电性连接第一主金属层231和转化元件Lay1。

在本实施例中，由于第一主金属层231和金属连接部232同步形成。因此，在下文中，可将第一主金属层231和金属连接部232统称为第一金属层23。当然，在其他实施例中，可将金属连接部232作为第一主金属层231的一部分，换言之，此时第一主金属层231的至少部分结构沿像元结构1的厚度方向H延伸。另外，在其他实施例中，也可无需在支撑结构UP中设置金属连接部232。

需要说明的是，本文所指的“上方”、“上”为红外探测器的靠近外界光信号进入其内部的位置。

然而，在红外探测器的像元结构1中，由于位于转化元件Lay1中伞面结构UF中的第一主金属层231悬空，从而导致红外探测器在工作或者使用过程中，第一主金属层231会被引入静电，从而影响红外探测器的检测精准度。

在本实施例中，第一主金属层231的电位恒定。通过这样的设置，可保证第一主金属层231的电位始终恒定不变，避免或者减少红外探测器在工作或者运输过程中因第一主金属层231悬空设置而引入的静电，从而提高红外探测器的可靠性。

以上对本发明实施例提供的像元结构1进行了简要的介绍，下面对本发明实施例提供的像元结构1进行详细的介绍。

在一些实施例中，像元结构1还包括电极金属层。电极金属层具有恒定电位，电极金属层与第一主金属层231电性连接，并用于向第一主金属层231提供恒定的电位。通过上述设置，使得第一主金属层231的电位始终恒定不变，避免或者减少红外探测器在工作或者运输过程中因第一主金属层231悬空设置而引入的静电，从而提高红外探测器的可靠性。电极金属层可设置于基底11、转化元件Lay1或者增强元件Lay2上。此时，由于支撑结构UP包括用于增强光信号吸收的金属连接部232。可利用沿厚度方向H延伸的金属连接部232电性连接第一主金属层231和电极金属层，以使第一主金属层231获得恒定的电位。

当然，在其他实施例中，也可不在像元结构1内部设置单独的提供恒定电位的装置，而是将提供恒定电位的装置设置在像元结构1的外部，以提升像元结构1的小型化设计。此时，需要在像元结构1的内部设置电连接结构以电性连接第一主金属层231和外部的提供恒定电位的装置。那么，可将上述的电连接结构理解为电极金属层。转化元件Lay1和增强元件Lay2可为绝缘设置的两个部件。同样的，仍可利用沿厚度方向H延伸的金属连接部232电性连接第一主金属层231和电极金属层，以使第一主金属层231获得恒定的电位。

参考图2所示，一些实施例中，转化元件Lay1包括第二金属层92，第二金属层92和电极金属层电性连接，以使第二金属层92获得恒定的电位。第一主金属层231电性连接于第二金属层92，并通过第二金属层92电性连接至电极金属层。此时，金属连接部232电性连接所述第一主金属层231和转化元件Lay1的第二金属层92。通过上述设置，使得电性连接于第二金属层92的第一主金属层231获得恒定的电位。

在一些实施例中，转化元件Lay1包括吸收层18和热敏层16。

其中，吸收层18的温度与接收到的光信号的强度呈正相关。换言之，照射于吸收层18上的光信号越强，吸收层18自身的温度越高。热敏层16与吸收层18接触，并与吸收层18进行热交换。换言之，吸收层18的温度越高，与吸收层18物理接触的热敏层16的温度也会对应升高。热敏层16还用于根据自身的温度信息改变自身的阻值信号。吸收层18电性连接于读出电路和热敏层16，以接收阻值信号，并将阻值信号传导至读出电路，以使读出电路可根据阻值信号判断像元结构1接收到的光信号。由于在增强元件Lay2的作用下，像元结构1接收到的光信号有所增强，故红外探测器的检测精准度得到有效提升。

需要说明的是，吸收层18作为第二金属层92的至少部分结构。在实际操作过程中，先沉积形成金属材料层，之后，对金属材料层进行图案化，从而得到第二金属层92，第二金属层92中的至少部分结构作为吸收层18。

在一些实施例中，吸收层18的材料为钛，这样，吸收层18的导电性能比较好。在其他实施例中，吸收层18的材料还可为钒、镍铬合金或氮化钛，但不限于此。

在一些实施例中，热敏层16的材料为氧化钒。在其他实施例中，热敏层16的材料可为非晶硅或钇钡铜氧，但不限于此。

另外，转化元件Lay1还包括第一支撑层15、第二绝缘层17和第一保护层19、第二导电柱25和第三导电柱26。第二导电柱25和第三导电柱26的材料与吸收层18的材料相同。

第一支撑层15位于读出电路的远离基底11的一侧，并用于支撑热敏层16、第二绝缘层17、吸收层18、第一保护层19、第二导电柱25和第三导电柱26。热敏层16形成于第一支撑层15的上方；或者，热敏层16形成于第一支撑层15内部，并且，热敏层16的远离基底11的表面暴露于第一支撑层15。

在一些实施例中，第一支撑层15的材料为氮化硅。在其他实施例中，第一支撑层15的材料可为氧化硅或氮氧化硅，但不限于此。

第一支撑层15上形成有第二绝缘层17。

在一些实施例中，第二绝缘层17的材料可以是氧化硅。在其他实施例中，第二绝缘层17的材料可以是氮化硅或氮氧化硅，但不限于此。

吸收层18的至少部分结构设置于第二绝缘层17的上方。第二导电柱25和第三导电柱26均设置于第二绝缘层17的内部，并且，第二导电柱25和第三导电柱26均沿厚度方向贯穿第二绝缘层17。同时，第二导电柱25和第三导电柱26的两端分别抵靠所述热敏层16和吸收层18。第二绝缘层17还可起到隔离第二导电柱25和第三导电柱26的作用。

第一保护层19设置于第二吸收层18的上方，以对转化元件Lay1的内部结构起到保护作用。

在一些实施例中，第一保护层19的材料为氮化硅。在其他实施例中，第一保护层19的材料可以是氧化硅或氮氧化硅，但不限于此。

在另一些实施例中，第二金属层还包括电位提供层（未图示）。此时，电位提供层和吸收层绝缘设置。在实际操作过程中，电位提供层和吸收层同步形成。具体的，先沉积形成金属材料层，之后，对金属材料层进行图案化，从而得到第二金属层，第二金属层中包括相互绝缘的电位提供层和吸收层。需要说明的是，电位提供层和吸收层均为金属材料层的部分结构，也可将电位提供层和吸收层理解为第二金属层的部分结构。第一主金属层电性连接于电位提供层，并通过电位提供层电性连接至电极金属层。

在一些实施例中，如图1与图2所示，转化元件Lay1为桥状结构，即第一支撑层15、热敏层16、第二绝缘层17、吸收层18与第一保护层19整体上形成桥状结构。具体的该桥状结构包括桥面BF、第一桥臂BA1、第二桥臂BA2、第一桥墩BP1与第二桥墩BP2。第一桥臂BA1、第二桥臂BA2位于桥面BF两侧，第一桥墩BP1用于支撑第一桥臂BA1，第二桥墩BP2用于支撑第二桥臂BA2，热敏层16位于桥面BF中。桥面BF为吸收红外光辐射的主体。

在一些实施例中，如图2所示，第一桥墩BP1与第二桥墩BP2可呈U型，这样，可以提供更稳固的支撑，提高像元结构的稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，第一桥臂BA1与第二桥臂BA2为蛇形走线，或者说，呈来回弯折的走线。

在本实施例中，电极金属层电性连接于转化元件Lay1，并用于接收电信号。同时，电极金属层还电性连接于第一主金属层231，并用于向第一主金属层231提供恒定的电位。此时，转化元件Lay1和增强元件Lay2电性连接。当然，在其他实施例中，转化元件Lay1和增强元件Lay2也可为两个绝缘设置的元件。此时，需要在像元结构1外设置能为第一主金属层231提供恒定电位的装置，以保证第一主金属层231的电位恒定，从而保证红外探测器的可靠性。

进一步的，可利用厚度方向H延伸的金属连接部232电性连接所述第一主金属层231和转化元件Lay1，从而实现电极金属层和第一主金属层231的电性连接。

进一步的，在本实施例中，吸收层18电性连接于电极金属层，并且，将第一主金属层231电性连接于吸收层18，并通过吸收层18电性连接至金属电极层，以使第一主金属层231可获得恒定的电位。

进一步的，电极金属层包括第一电极31和第二电极32。其中，第一电极31电连接于第一恒定电位，第二电极32电连接至第二恒定电位，并且，第一恒定电位和第二恒定电位不相同。例如：第一恒定电位可大于第二恒定电位，或者，第二恒定电位也可大于第一恒定电位，第一电极31可接地。第一主金属层231通过第二金属层92电性连接于第一电极31或者第二电极32，以获得恒定的第一恒定电位和第二恒定电位。

在本实施例中，如图2所示，像元结构包括电路检测元件3，电路检测元件电性连接于转化元件Lay1，并用于接收其上的电信号。电路检测元件3包括上述电极金属层。换言之，电路检测元件包括3上述的第一电极31或者第二电极32。当然，在其他实施例中，电路检测元件3和电极金属层也可为相互独立的结构，此时，第一电极31或者第二电极32分别与电路检测元件上的电触点电性连接。

在本实施例中，如图2所示，吸收层18包括第一导电部分181和第二导电部分182，第一导电部分181和第二导电部分182绝缘设置。第一导电部分181和第二导电部分182分别电连接至第一恒定电位和第二恒定电位。并且，第一导电部分181通过第二导电柱25电性连接于热敏层16，第二导电部分182通过第三导电柱26电性连接于热敏层16。在上述设置中，吸收层18的第一导电部分181和第二导电部分182的电位不同，由于第一导电部分181和第二导电部分182同时电连接于热敏层16，以使热敏层16得到恒定的电势差，以便得到对应的电信号（阻值信号）。在本实施例中，第一导电部分181电性连接于第一电极31，第二导电部分182电性连接于第二电极32，以使第一导电部分181获得第一恒定电位，第二导电部分182获得第二恒定电位。此时，第一主金属层231通过金属连接部232依次电性连接至吸收层18和电极金属层。

同时，第一主金属层231电性连接于第一导电部分181或者第二导电部分182，以使第一主金属层231获得恒定的电位，以消除像元结构在工作或者运输过程中第一主金属层231上的静电，提高像元结构的可靠性。在本实施例中，第一电极31和第二电极32同层设置。具体的，在基底11的上方沉积形成导电金属层，之后，通过刻蚀工艺形成位于同一层的第一电极31和第二电极32。然后，再在基底11、第一电极31和第二电极32上沉积第一绝缘层14，第一绝缘层14的至少部分进入至第一电极31和第二电极32之间的间隙中，以实现两者的绝缘设置。最后，通过研磨第一绝缘层14的远离基底11的表面，直至第一电极31和第二电极32的远离基底11的表面暴露出来。

暴露出来第一电极31和第二电极32用于与热敏层16电性连接，并用于向热敏层16施加电势差，从而得到电信号（阻值信号）。具体的，上文提及的第二导电柱25和第三导电柱26分别电连接至所述第一电极31和第二电极32，以向热敏层16施加电势差。同时，暴露出来的第一电极31或者第二电极32还用于电性连接于增强元件Lay1的第一金属层23，以向第一金属层23提供恒定的电位。换言之，第一金属层23电性连接于第一电极31或者第二电极32。

在一些实施例中，第一绝缘层14的材料可以是氧化硅。在其他实施例中，第一绝缘层14的材料可以是氮化硅或氮氧化硅，但不限于此。

需要说明的是，第一电极31的材料与第二电极32的材料可相同。例如，第一电极31的材料与第二电极32的材料可均为铝，但不限于此。

如图1所示，吸收层18包括第一悬臂梁BA11、第二悬臂梁BA22、第一延伸体1811和第二延伸体1821。

其中，第一延伸体1811为第一导电部分181的至少部分结构，换言之，第一导电部分181包括第一延伸体1811。第一延伸体1811沿第一方向X’延伸。第二延伸体1821为第二导电部分182的至少部分结构，换言之，第二导电部分182包括第二延伸体1821。第二延伸体1821沿第二方向X’’延伸。第一方向X’和第二方向X’’平行，并且，两者相向设置。换言之，第一延伸体1811和第二延伸体1821沿相互靠近的方向延伸。另外，所述第一方向X’和第二方向X’均垂直于像元结构1的厚度方向。

第一悬臂梁BA11的一端与第一电极31电连接，另一端与第一延伸体1811电连接，第一延伸体1811还与第二导电柱25电连接。第二悬臂梁BA22的一端与第二电极32电连接，另一端与第二延伸体1821电连接，第二延伸体1821还与第三导电柱26电连接。

将第一延伸体1811的靠近第二延伸体1821的端部作为第一端部D1，将第二延伸体1821的靠近第一延伸体1811的一端作为第二端部D2。第一端部D1和第二端部D2间隔设置，以避免两者之间电性连接。同时，第一端部D1和第二端部D2沿所述第一方向X’和/或所述第二方向X’’相对设置。换言之，第一延伸体1811沿第一方向X’的延长线和第二延伸体1821沿第二方向X’’的延长线重合。通过上述设置，保证第一悬臂梁BA11和第一延伸体1811形成的整体与第二悬臂梁BA22和第二延伸体1821形成的整体的结构对称设置，以提升桥面的质量平衡，避免桥面的质量失衡导致像元结构的结构不稳定。

在一些实施例中，第二延伸体1821的长度可尽可能地接近第一延伸体1811的长度，这样可以尽量保证桥面的质量平衡，避免桥面的质量失衡导致像元结构的结构不稳定。将第一延伸体1811沿第一方向X’的长度作为第一长度，将第二延伸体1821沿第二方向X’’的长度作为第二长度。将第一长度与第二长度的比值控制在大于等于0.5，并且，小于等于1.5的范围内，以避免因第一延伸体1811的长度和第二延伸体1821的长度差异过大而导致的结构不稳定的问题。优选的，第一长度与第二长度的比值可为1。如图2所示，增强元件Lay2还包括第二支撑层22、第一导电柱21和第二保护层24。

其中，第二支撑层22位于第一保护层19远离基底11的一侧，第二支撑层22的一部分悬空，另一部分与第一保护层19接触，以对增强元件Lay2中的其他结构起到支撑的作用。

在一些实施例中，第二支撑层22的材料为氮化硅。在其他实施例中，第二支撑层22的材料可以是氧化硅或氮氧化硅，但不限于此。

第一导电柱21贯穿转化元件Lay1中的第一保护层19和第二支撑层22，其一端电性连接于吸收层18的第一导电部分181或者第二导电部分182，另一端电性连接于增强元件Lay2的金属连接部232，并通过金属连接部232电性连接至第一主金属层231，以使第一主金属层231获得恒定的电位。换言之，第一金属层23与吸收层18通过第一导电柱21固定连接，并且电性连接。

在一些实施例中，第一导电柱21的材料与第一金属层23的材料相同。例如，第一导电柱21的材料为钛。在其他实施例中，第一导电柱21的材料还可为钒、镍铬合金或氮化钛，但不限于此。

第一金属层23形成于第二支撑层22的远离转化元件Lay1的一侧。在实际操作过程中，先沉积形成第二支撑层22。部分第二支撑层22悬空于转化元件Lay1设置，另一部分第二支撑层22抵靠于转化元件Lay1上的第一保护层19上。之后，再通过刻蚀工艺在第一保护层19以及抵靠于第一保护层19上的第二支撑层22开设贯穿的孔洞。然后，在其上沉积金属导电层，金属导电层的部分结构进入到贯穿的孔洞中，以形成第一导电柱21。部分金属导电层形成第一金属层23。将第一金属层23中悬空设置于转化元件Lay1上的部分结构作为第一主金属层231，沿厚度方向H连接第一主金属层231和第一导电柱21的部分作为金属连接部232。

在一些实施例中，第一金属层23的方块电阻接近真空波阻抗（377Ω），能有效提升红外光辐射的吸收率。

在实际测试过程中，在一定厚度范围内，截面面积相同的第一主金属层231的厚度越大，其对光信号的吸收作用最强。因此，需要通过控制第一主金属层231厚度的最小值，以保证像元结构1对红外光辐射的吸收率，从而保证其检测精准度和可靠性。然而，由于增强元件Lay2的至少部分结构悬空设置于转化元件Lay1上，当第一主金属层231的厚度超过20纳米时，第一主金属层231的厚度越厚，对红外光辐射的吸收率反而会下降。因此，需要通过控制第一主金属层231的厚度的最大值，以保证对红外光辐射的吸收率反而会下降。发明人通过大量实验发现，当第一主金属层231的厚度大于等于1纳米，并且，小于等于20纳米时，可以具有对对红外光辐射较好的吸收率。例如，第一主金属层231的厚度可为1纳米、1.5纳米、2纳米、5纳米、10纳米、15纳米或者20纳米。在一些实施例中，第一主金属层231的材料为钛。在其他实施例中，第一主金属层231的材料还可为钒、镍铬合金或氮化钛，但不限于此。

第二保护层24位于第一主金属层231远离基底11的1一侧，以对增强元件Lay2中的其他结构起到保护的作用。

在一些实施例中，第二保护层24的材料为氮化硅。在其他实施例中，第二保护层24的材料还可为氧化硅或氮氧化硅，但不限于此。

在一些实施例中，如图2所示，增强元件Lay2呈伞状结构，即第二支撑层22、第一金属层23与第二保护层24整体上形成伞状结构，该伞状结构包括U型支撑结构UP与伞面结构UF，伞面结构UF围绕U型支撑结构UP设置。伞面结构UF悬空设置于转化元件Lay1的上方，并为吸收光信号（红外光辐射）的主体。伞面结构UF通过支撑结构UP位于转化元件Lay1的桥状结构上，桥状结构用于支撑伞状结构。支撑结构UP不仅起到支撑伞面结构UF的作用，其两端还分别电连接伞面结构UF和电极金属层，以使第一主金属层231获得恒定的电位。具体的，支撑结构UP沿厚度方向H相对设置的两端分别抵靠并电连接至伞面结构UF和吸收层18。

需要说明的是，支撑结构UP与伞面结构UF均包括第二支撑层22、第一导电柱21和第二保护层24。

在一些实施例中，沿像元结构1的厚度方向H，第一导电柱21的投影位于第一主金属层231的投影的中央区域。同时，第一导电柱21的投影位于吸收层18的投影的中央区域。通过上述设置，使得桥状结构对伞状结构的支撑电位于桥面BF和伞状结构的中部。这样，可以尽量保证桥面和伞面的质量平衡，避免桥面和伞面的质量失衡导致像元结构1的结构不稳定。在其他实施例中，可仅保证第一导电柱21的投影位于第一主金属层231的投影的中央区域，或者仅保证第一导电柱21的投影位于吸收层18的投影的中央区域，同样可以起到一定的保护桥面和伞面结构稳定性的作用。

在一些实施例中，将金属连接部232与吸收层18的连接位置作为连接端部2321，所述连接端部连接所述第一延伸体或者所述第二延伸体。在本实施例中，连接端部2321即为第一导电柱21与吸收层18连接的部分，并且，连接端部2321连接第一延伸体1811。沿第三方向Y，将连接端部2321的宽度作为第一宽度Y1，将第一延伸体1811的宽度作为第二宽度Y2。第一宽度Y1小于第二宽度Y2。通过上述设置，在保证连接端部2321和吸收层18的有效电连接，同时，避免因连接端部2321的尺寸过大，而导致的材料浪费、增强元件Lay2重量过大等问题。

需要说明的是，第三方向Y垂直所述第一方向X’、第二方向X’’以及像元结构1的厚度方向H。同时，在其他实施例中，连接端部2321也可连接第二延伸体1821。此时，第二宽度为第二延伸体1821的宽度。

进一步的，发明人还发现，若第一宽度Y1过小时，不仅会影响金属连接部232与吸收层18的有效电连接，同时，还无法保证增强元件Lay2悬空结构的稳定性。通过大量实验确定，当第一宽度和所述第二宽度的比值大于等于0.5时，可有效避免上述问题。

本发明实施例中的像元结构1可采用微纳加工技术制备，和现有工艺水平可兼容，实现简单，具有成本低、成效好的优势。

结合图1所示，本发明的实施例还提出了一种像元结构的制备方法，用于制备上述任一实施例的像元结构1。该像元结构1的制备方法，包括以下步骤：

提供基底11。

在基底11上形成电极金属层，电极金属层用于连接至恒定电位。

在电极金属层上形成转化元件Lay1。转化元件Lay1的至少部分电性连接于电极金属层。

在转化元件Lay1上形成增强元件Lay2。增强元件Lay2包括用于吸收光信号的伞面结构UF，该伞面结构UF设置于转化元件Lay1的上方，并且，像元结构1的厚度方向H，伞面结构UF和增强元件Lay2间隔设置。伞面结构UF包括用于增强光信号吸收的第一主金属层231；第一主金属层231通过转化元件Lay1电性连接至金属电极层，以获得恒定的电位。

通过上述步骤，可保证悬空设置于转化元件Lay1上的第一主金属层231的电位始终恒定不变，避免或者减少红外探测器在工作或者运输过程中因第一主金属层231悬空设置而引入的静电，从而提高红外探测器的可靠性。

进一步的，在电极金属层上形成转化元件Lay1的步骤，还包括以下步骤：

在电极金属层上形成第八绝缘保护层。

对第八绝缘保护层进行图案化，得到第二牺牲层。其中，第二牺牲层包括用于暴露电极金属层的第七镂空部。

在第二牺牲层上形成第一绝缘保护层，并对第一绝缘保护层进行图案化，得到第一镂空部和第四镂空部。其中，第一镂空部和第四镂空部位于第七镂空部中，并用于暴露电极金属层。

在第一绝缘保护层上形成第二金属层。其中，第二金属层的部分结构进入到一个第七镂空部中，以连接电极金属层。第二金属层还用于电性连接第一主金属层。

在上述设置中，第一主金属层通过第二金属层电性连接于电极金属层，以获得恒定的电位。

在一些实施例中，转化元件中包括吸收层、热敏层和电位提供层。换言之，第二金属层包括相互绝缘设置的吸收层和电位提供层。此时，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤之前，还包括以下步骤：

在第一绝缘保护层上形成热敏层。

在热敏层上形成第二绝缘层，并对第二绝缘层进行图案化，得到第五镂空部，所述第五镂空部用于暴露所述热敏层。

同时，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤，还包括以下步骤：

在第一绝缘保护层和第二绝缘层上形成金属材料层。

对金属材料层进行图案化，得到第二金属层。

其中，第二金属层包括相互绝缘设置的电位提供层和吸收层。电位提供层的部分结构进入到一第七镂空部中，以连接电极金属层，并且，电位提供层还用于电性连接第一主金属层。吸收层的部分结构进入到另一第七镂空部中，以连接电极金属层。同时，吸收层的另一部分位于第二绝缘层上方，并进入所述第五镂空部中，以连接转化元件中的热敏层。

在上述设置中，在转化元件中单独设置能够电性连接第一主金属层和电机金属层的电位提供层，以使得第一主金属层获得恒定的电位。

在另一些实施例中，转化元件中不包含电位提供层，直接利用转化元件中的吸收层电性连接第一主金属层和电极金属层。此时，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤之前，还包括以下步骤：

在第一绝缘保护层上形成热敏层。

在热敏层上形成第二绝缘层，并对第二绝缘层进行图案化，得到第五镂空部，所述第五镂空部用于暴露所述热敏层。

同时，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤，还包括以下步骤：

对金属材料层进行图案化，得到第二金属层。

其中，第二金属层包括吸收层，所述吸收层的部分结构进入到一个第七镂空部、第一镂空部和第四镂空部中，以连接电极金属层。另一部分位于第二绝缘层上方，并进入所述第五镂空部中，以连接所述热敏层。吸收层还用于电性连接所述第一主金属层。

在上述设置中，充分利用转化元件中已有的吸收层结构，第一主金属层可通过吸收层电性连接至电极金属层，以获恒定的电位。

在一些实施例中，当将电极金属层形成于基底上时，在转化元件上形成增强元件的步骤还包括以下步骤：

在转化元件上形成第七绝缘保护层。

对第七绝缘保护层进行图案化，得到第一牺牲层。其中，第一牺牲层包括用于暴露所述转化元件的第六镂空部。

在第七绝缘保护层上形成第四绝缘保护层，第四绝缘保护层的部分结构进入所述第六镂空部。

在第四绝缘保护层上进行图案化，并形成贯穿的通孔，同时，得到第五绝缘保护层。需要说明的是，第五绝缘保护层即为对第四绝缘保护层进行图案化工艺后得到的层结构。其中，通孔的一端延伸至吸收层。第五绝缘保护层包括用于暴露所述转化元件的第三镂空部，第三镂空部作为通孔的至少部分结构，并且，第三镂空部位于第六镂空部中。

在第四绝缘保护层上形成第五金属层，所述第五金属层的部分结构进入第三镂空部中，并与所述吸收层电连接。其中，所述第五金属层的位于所述第四绝缘保护层上的部分作为第一主金属层。

如图2所示，在本实施例中，将电极金属层形成于基底上，并且，通过转化元件Lay1中的吸收层将电极金属层电性连接于增强元件Lay2中的第一主金属层231上。

下文结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14所示内容，针对本实施例的像元结构1的制备方法进行具体阐述。

在步骤401中，形成第一电极31、第二电极32与第一绝缘层14，第一电极31与第二电极32位于基底11上，第一电极31与第二电极32同层设置。第一绝缘层14位于第一电极31与第二电极32远离基底11的一侧，并暴露第一电极31与第二电极32（具体过程可见上文描述）。

在步骤401后，可得到如4所示的中间结构。

在步骤402中，在第一电极31、第二电极32和基底11的上表面形成第八绝缘保护层，换言之，在电极金属层上形成第八绝缘保护层。第八绝缘保护层位于第一电极31、第二电极32与第一绝缘层14远离基底11的一侧。

在一些实施例中，第八绝缘保护层的材料为有机材料，具体为聚酰亚胺，但不限于此。

在步骤403中，对第八绝缘保护层进行图案化，得到第七镂空部E7，同时得到第二牺牲层61，第二牺牲层61位于第一电极31、第二电极32与第一绝缘层14远离基底11的一侧，并且，第二牺牲层61包括第七镂空部E7，第七镂空部E7用于暴露第一电极31与第二电极32。需要说明的是，第二牺牲层61即为对第八绝缘保护层进行图案化工艺后得到的层结构。

在步骤403后，得到如图5所示的中间结构。

在步骤404中，形成第一绝缘保护层71，第一绝缘保护层71位于第二牺牲层61的远离基底11的一侧。对第一绝缘保护层71进行图案化处理，得到第一镂空部E1与第四镂空部E4。第一镂空部E1用于暴露第一电极31，第四镂空部E4用于暴露第二电极32。在一些实施例中，第一绝缘保护层71的材料为无机材料，但不限于此。

在步骤404后，得到如图6所示的中间结构。

在步骤405中，形成热敏层16与第二绝缘层17，热敏层16位于第一绝缘保护层71远离基底11的一侧，热敏层16在基底11上的投影位于第一绝缘保护层71在基底11上的投影内，第二绝缘层17位于热敏层16远离基底11的一侧。通过对第二绝缘层17进行图案化处理，得到两个第五镂空部E5，第五镂空部E5在基底11上的投影位于热敏层16在基底11上的投影内。

在步骤405后，得到如图7所示的中间结构。

在步骤406中，在如图7所示的中间结构上沉积形成金属材料层91。金属材料层91的部分结构进入到一个第五镂空部E5中，形成第二导电柱25，并与热敏层16电连接。金属材料层91的部分结构进入到另一个第五镂空部E5中，形成第三导电柱26，并与热敏层16电连接。金属材料层91的另外部分结构形成吸收层18。

需要说明的是，在本实施例中，第二导电柱25、第三导电柱26与吸收层18可在同一工艺步骤中形成，换言之，三者同步形成。

在步骤406后，得到如图8所示的中间结构。

在步骤407中，对金属材料层91进行图案化，并得到第二金属层92。此时，第二金属层92包括第二导电柱25、第三导电柱26与吸收层18。同时，由于图案化工艺，使得吸收层18被分割为两个相互绝缘的部分，一部分吸收层18通过第二导电柱25电性连接至第一电极31，另一部分吸收层18通过第三导电柱26电性连接至第二电极32。需要说明的是，第二金属层92即为对金属材料层进行图案化工艺后得到的层结构。同时，第二导电柱25、第三导电柱26与吸收层18均为第二金属层92的部分结构。

在步骤407后，得到如图9所示的中间结构。

在步骤408中，形成第二绝缘保护层，第二绝缘保护层位于第二金属层92远离基底11的一侧。在一些实施例中，第二绝缘保护层的材料为无机材料，但不限于此。

在步骤409中，对第一绝缘保护层71、第二金属层92与第二绝缘保护层进行图案化，得到贯穿的第一通道A1。第一通道A1可使第二牺牲层61暴露出来。同时，得到第一支撑层15和第三绝缘保护层93。需要说明的是，第一支撑层15即为对第一绝缘保护层71进行图案化后得到的结构；第三绝缘保护层93即为对第二绝缘保护层进行图案化后得到的结构，两者材料相同。

在步骤409后，得到如图10所示的中间结构。

在步骤410中，形成第七绝缘保护层，第七绝缘保护层位于第三绝缘保护层93远离基底11的一侧。在一些实施例中，第七绝缘保护层的材料为有机材料，具体为聚酰亚胺，但不限于此。

在步骤411中，对第七绝缘保护层进行图案化，得到第一牺牲层94，第一牺牲层94包括第六镂空部E6，第六镂空部E6用于暴露部分第三绝缘保护层93。需要说明的是，第一牺牲层94即为对第七绝缘保护层进行图案化工艺后得到的层结构。

在步骤411后，得到如图11所示的中间结构。

在步骤412中，在第一牺牲层94上形成第四绝缘保护层，第四绝缘保护层位于第一牺牲层94远离基底11的一侧。部分第四绝缘保护层位于第六镂空部E6中且与第三绝缘保护层93接触。在一些实施例中，第四绝缘保护层的材料为无机材料，但不限于此。

在步骤413中，在第四绝缘保护层和第三绝缘保护层93的重叠位置上进行图案化，形成贯通的通孔955。其中，通孔955贯穿第五绝缘保护层95和第一保护层19，并且，通孔955的一端延伸至吸收层18。第五绝缘保护层95包括用于暴露吸收层18的第三镂空部E3。第三镂空部E3作为通孔955的至少部分结构，并且，第三镂空部E3位于第六镂空部E6中。需要说明的是，对第四绝缘保护层进行图案化得到第五绝缘保护层95；对第三绝缘保护层93进行图案化得到第一保护层19。在一些实施例中，第五绝缘保护层95的材料为无机材料，但不限于此。

其中，第一保护层19包括第二镂空部E2。第二镂空部E2位于第六镂空部E6中，且第二镂空部E2与第三镂空部E3连通。

在上述实施例中，对第四绝缘保护层进行图案化与对第三绝缘保护层93进行图案化可在同一工步中进行。当然，在其他实施例中，对第四绝缘保护层进行图案化与对第三绝缘保护层93进行图案化也可在不同的工步中完成。

在步骤413后，可得到如图12所示的中间结构。

在步骤414中，在如图12所示的中间结构上，沉积形成第五金属层96。第五金属层96的部分结构进入到第二镂空部E2与第三镂空部E3中，形成第一导电柱21，并且，第一导电柱21与吸收层18电连接。第五金属层96的另一部分结构作为第一金属层23。具体的，将第一金属层23中悬空设置于转化元件Lay1上的部分结构作为第一主金属层231，沿厚度方向H连接第一主金属层231和第一导电柱21的部分作为金属连接部232。

在一些实施例中，第一导电柱21与吸收层18可在同一工艺步骤中形成，换言之，两者同步形成。

在步骤415中，形成第六绝缘保护层97，第六绝缘保护层97位于第五金属层96远离基底11的一侧。在一些实施例中，第六绝缘保护层97的材料与第二保护层24的材料相同，且均为无机材料，但不限于此。

在步骤415后，可得到如图13所示的中间结构。

在步骤416中，对第五绝缘保护层95、第五金属层96与第六绝缘保护层97进行图案化，得到贯穿的第二通道A2，第二通道A2可使第一牺牲层94暴露出来。同时，得到第二支撑层22、第一金属层23（第一主金属层231和金属连接部232）与第二保护层24。

其中，对第五绝缘保护层95进行图案化，得到第二支撑层22。对第五金属层96进行图案化，得到第一金属层23。对第六绝缘保护层97进行图案化，得到第二保护层24。需要说明的是，第二支撑层22即为对第五绝缘保护层95进行图案化工艺后得到的层结构；第一金属层23即为对第五金属层96进行图案化工艺后得到的层结构；第二保护层24即为对第六绝缘保护层97进行图案化工艺后得到的层结构。

在步骤416后，可得到如图14所示的中间结构。

在步骤417中，利用第一通道A1和第二通道A2去除第一牺牲层94与第二牺牲层61，得到像元结构1。

在步骤417后，可得到如图1与2所示的像元结构1。

其中，上述流程所采用的形成工艺例如可包括：沉积、溅射等成膜工艺和刻蚀等构图工艺。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (25)

1.一种像元结构，其特征在于，包括：基底；

转化元件，位于所述基底上，并用于将光信号转化为电信号；

增强元件，位于所述转化元件的远离所述基底的一侧；所述增强元件包括用于吸收光信号的伞面结构，所述伞面结构设置于所述转化元件的上方，并且，沿所述像元结构的厚度方向，所述伞面结构和所述转化元件间隔设置；所述伞面结构包括用于增强光信号吸收的第一主金属层，并且，所述第一主金属层的电位恒定。

2.如权利要求1所述的像元结构，其特征在于，所述像元结构包括电极金属层，所述电极金属层具有恒定电位，所述电极金属层与所述第一主金属层电性连接，并用于向所述第一主金属层提供恒定的电位。

3.如权利要求2所述的像元结构，其特征在于，所述增强元件还包括沿所述像元结构的厚度方向延伸的支撑结构，所述支撑结构的两端分别抵靠所述伞面结构和转化元件；

所述支撑结构包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述金属连接部电性连接所述第一主金属层和所述电极金属层。

4.如权利要求2所述的像元结构，其特征在于，所述转化元件包括第二金属层，所述第二金属层和所述电极金属层电性连接；

所述第一主金属层电性连接于所述第二金属层，并通过所述第二金属层电性连接至所述电极金属层。

5.如权利要求4所述的像元结构，其特征在于，所述增强元件还包括沿所述像元结构的厚度方向延伸的支撑结构，所述支撑结构的两端分别抵靠所述伞面结构和转化元件；

所述支撑结构包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述金属连接部电性连接所述第一主金属层和所述转化元件的所述第二金属层。

6.如权利要求4所述的像元结构，其特征在于，所述电极金属层包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别电连接至第一恒定电位和第二恒定电位，并且，所述第一恒定电位和所述第二恒定电位不相同；

所述第二金属层电性连接于所述第一电极或者所述第二电极。

7.如权利要求6所述的像元结构，其特征在于，所述像元结构包括电路检测元件，所述电路检测元件电性连接于所述转化元件，并用于接收所述电信号；

所述电路检测元件包括所述第一电极和所述第二电极，或者，所述电路检测元件与所述第一电极和所述第二电极电性连接。

8.如权利要求4所述的像元结构，其特征在于，所述转化元件包括热敏层和吸收层；所述热敏层与所述吸收层接触，并与所述吸收层进行热交换，所述热敏层还用于根据温度信息改变自身的阻值信号；所述吸收层电性连接于所述电极金属层，所述吸收层的温度与所述光信号的强度呈正相关，并用于传导所述阻值信号；

所述第二金属层包括电位提供层和所述吸收层，所述电位提供层和所述吸收层绝缘设置，所述第一主金属层电性连接于所述电位提供层，并通过所述电位提供层电性连接至所述电极金属层。

9.如权利要求4所述的像元结构，其特征在于，所述转化元件包括热敏层和吸收层；

所述热敏层与所述吸收层接触，并与所述吸收层进行热交换，所述热敏层还用于根据温度信息改变自身的阻值信号；

所述吸收层作为所述第二金属层的至少部分结构；所述吸收层电性连接于所述电极金属层，所述吸收层的温度与所述光信号的强度呈正相关，并用于传导所述阻值信号；

所述第一主金属层电性连接于所述吸收层，并通过所述吸收层电性连接至所述电极金属层。

10.如权利要求9所述的像元结构，其特征在于，所述增强元件还包括沿所述像元结构的厚度方向延伸的支撑结构，所述支撑结构的两端分别抵靠所述伞面结构和转化元件；

所述支撑结构包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述第一主金属层通过所述金属连接部依次电性连接至吸收层和所述电极金属层。

11.如权利要求10所述的像元结构，其特征在于，所述增强元件包括第一导电柱，所述金属连接部与所述吸收层通过所述第一导电柱连接；

沿所述像元结构的厚度方向，所述第一导电柱的投影位于所述第一主金属层和/或所述吸收层的投影的中央区域。

12.如权利要求9所述的像元结构，其特征在于，所述吸收层包括第一导电部分和第二导电部分；

所述第一导电部分和所述第二导电部分分别电连接至第一恒定电位和第二恒定电位，并且，第一恒定电位和第二恒定电位不相同；

所述第一主金属层电性连接于所述第一导电部分或者所述第二导电部分。

13.如权利要求12所述的像元结构，其特征在于，所述像元结构包括电路检测元件，所述电路检测元件位于所述基底和所述转化元件之间；

所述电路检测元件包括所述电极金属层，所述电极金属层包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别电连接至所述第一恒定电位和所述第二恒定电位；

所述吸收层的第一导电部分电性连接于所述第一电极，所述第二导电部分电性连接于所述第二电极。

14.如权利要求12所述的像元结构，其特征在于，所述第一导电部分包括沿第一方向延伸的第一延伸体，所述第二导电部分包括沿第二方向延伸的第二延伸体；

所述第一方向和所述第二方向平行，并相向设置，所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述像元结构的厚度方向；

将所述第一延伸体的靠近所述第二延伸体的端部作为第一端部，将所述第二延伸体的靠近所述第一延伸体的一端作为第二端部；

所述第一端部和所述第二端部间隔设置；和/或，所述第一端部和所述第二端部沿所述第一方向和/或所述第二方向相对设置。

15.如权利要求14所述的像元结构，其特征在于，将所述第一延伸体沿所述第一方向的长度作为第一长度，将所述第二延伸体沿所述第二方向的长度作为第二长度；

所述第一长度与所述第二长度的比值大于等于0.5，并且，小于等于1.5。

16.如权利要求14所述的像元结构，其特征在于，所述增强元件还包括用于增强光信号吸收的金属连接部，所述金属连接部沿所述像元结构的厚度方向延伸，并且，所述第一主金属层和所述金属连接部电性连接；

将所述金属连接部与所述吸收层的连接位置作为连接端部，所述连接端部连接所述第一延伸体或者所述第二延伸体；

沿第三方向，将所述连接端部的宽度作为第一宽度，将所述第一延伸体或者第二延伸体的宽度作为第二宽度；所述第一宽度小于所述第二宽度；

所述第三方向垂直所述第一方向、第二方向和所述像元结构的厚度方向。

17.如权利要求16所述的像元结构，其特征在于，所述第一宽度和所述第二宽度的比值大于等于0.5。

18.如权利要求1-3中任意一项所述的像元结构，其特征在于，所述转化元件和所述增强元件绝缘设置。

19.根据权利要求1-17中任意一项所述的像元结构，其特征在于，所述第一主金属层的厚度大于等于1纳米，并且，小于等于20纳米。

20.一种红外探测器，其特征在于，所述红外探测器包括：权利要求1-19中任意一项所述的像元结构。

21.一种像元结构的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至19中任意一项所述的像元结构，所述制备方法包括以下步骤：

提供基底；

在基底上形成电极金属层，所述电极金属层用于连接至恒定电位；

在所述电极金属层上形成转化元件，所述转化元件的至少部分电性连接于所述电极金属层；

在转化元件上形成增强元件；增强元件包括用于吸收光信号的伞面结构，所述伞面结构设置于所述转化元件的上方，并且，沿所述像元结构的厚度方向，所述伞面结构和所述增强元件间隔设置；所述伞面结构包括用于增强光信号吸收的第一主金属层；所述第一主金属层通过所述转化元件电性连接至所述电极金属层。

22.如权利要求21所述的像元结构的制备方法，其特征在于，在所述电极金属层上形成转化元件的步骤，还包括以下步骤：

在电极金属层上形成第八绝缘保护层；

对第八绝缘保护层进行图案化，得到第二牺牲层；其中，第二牺牲层包括用于暴露所述电极金属层的第七镂空部；

在第二牺牲层上形成第一绝缘保护层，并对第一绝缘保护层进行图案化，得到第一镂空部和第四镂空部；其中，第一镂空部和第四镂空部位于第七镂空部中，并用于暴露所述电极金属层；

在第一绝缘保护层上形成第二金属层；其中，第二金属层的部分结构进入到一个第七镂空部中，以连接电极金属层；所述第二金属层还用于电性连接所述第一主金属层。

23.如权利要求22所述的像元结构的制备方法，其特征在于，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤，还包括以下步骤：

在第一绝缘保护层上形成金属材料层；

对金属材料层进行图案化，得到第二金属层；其中，所述第二金属层包括相互绝缘设置的电位提供层和吸收层；所述电位提供层的部分结构进入到一第七镂空部中，以连接电极金属层，并且，所述电位提供层还用于电性连接所述第一主金属层；所述吸收层的部分结构进入到另一第七镂空部中，以连接电极金属层，并且，所述吸收层还用于电性连接所述转化元件中的热敏层。

24.如权利要求22所述的像元结构的制备方法，其特征在于，在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤之前，还包括以下步骤：

在第一绝缘保护层上形成热敏层；

在热敏层上形成第二绝缘层，并对第二绝缘层进行图案化，得到第五镂空部，所述第五镂空部用于暴露所述热敏层；

在第一绝缘保护层上形成第二金属层的步骤，还包括以下步骤：

对金属材料层进行图案化，得到第二金属层；其中，第二金属层包括吸收层，所述吸收层的部分结构进入到一个第七镂空部、第一镂空部和第四镂空部中，以连接电极金属层；另一部分位于第二绝缘层上方，并进入所述第五镂空部中，以连接所述热敏层；所述吸收层还用于电性连接所述第一主金属层。

25.如权利要求24所述的像元结构的制备方法，其特征在于，在转化元件上形成增强元件的步骤还包括：

在转化元件上形成第七绝缘保护层；

对第七绝缘保护层进行图案化，得到第一牺牲层；其中，第一牺牲层包括用于暴露所述转化元件的第六镂空部；

在第七绝缘保护层上形成第四绝缘保护层，第四绝缘保护层的部分结构进入所述第六镂空部；

在第四绝缘保护层上进行图案化，形成贯通的通孔，并得到第五绝缘保护层；其中，通孔的一端延伸至吸收层；第五绝缘保护层包括用于暴露所述吸收层的第三镂空部，第三镂空部作为所述通孔的至少部分结构，并且，位于所述第六镂空部中；

在第四绝缘保护层上形成第五金属层，所述第五金属层的至少部分结构作为第一主金属层；所述第五金属层的部分结构进入第三镂空部中，并与所述吸收层电连接。

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