本申請涉及半導體器件，具體涉及一種基于超透鏡的紅外光電探測器及其制作方法。
背景技術：
1、紅外光電探測器是一種基于光電效應來探測紅外輻射的設備，當紅外輻射照射到探測器的光敏材料上時，紅外輻射的光子能量被光敏材料吸收，使光敏材料中的電子從價帶躍遷到導帶，形成光生載流子，這些光生載流子在外加電場或內部自建電場的作用下定向移動，從而產生光電流或光電壓等電信號，實現(xiàn)了從紅外光信號到電信號的轉換，進而完成紅外光的檢測。
2、紅外光電探測器的光電轉換效率用于表征從紅外光信號到電信號的轉換過程中，能量轉換的有效程度。目前紅外探測器的光電轉換效率低，導致大部分光被反射，產生干涉噪聲，降低了探測器的光電性能，限制了高探測率紅外探測器的發(fā)展。
3、通過將紅外光電探測器設置為晶體管外形（transistor?outline，to）封裝結構，利用凸透鏡實現(xiàn)聚焦，可以提高光入射效率。并且通過在凸透鏡表面蒸鍍一層減反膜，可以提升入射到芯片內部的光透過率。但是上述方法會導致光的反射效應較高，不能滿足對多氣體探測以及低濃度氣體探測的需求，且在紅外探測系統(tǒng)中反射光會產生干涉效應，降低紅外光電探測器的探測性能。
4、因此，亟需提出一種新的方法來解決上述技術問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本申請公開了一種基于超透鏡的紅外光電探測器及其制作方法，提高紅外光電探測器入射光的透射率，抑制了反射光的干涉效應，進而提高紅外光電探測器的探測率。
2、在一些實施例中，提供了一種基于超透鏡的紅外光電探測器，包括：管座、金屬管帽，以及封裝于管座和金屬管帽之間的探測器芯片；管座包括底板和引腳，引腳設置于底板的第一表面，第一表面為管座面向金屬管帽的表面；探測器芯片為紅外探測器單元器件，探測器芯片基于非導電膠固定于管座的第一表面，探測器芯片包括芯片電極，芯片電極與引腳焊接；金屬管帽為底部開口的柱狀結構，金屬管帽的頂部為超透鏡，側壁為金屬管殼，金屬管殼的底部固定于管座的第一表面，以形成全封閉式封裝結構；超透鏡包括超透鏡基底和超透鏡陣列，超透鏡基底用于支撐超透鏡陣列，超透鏡陣列包括多個超透鏡單元，多個超透鏡單元周期性排列于超透鏡基底上方。
3、采用本申請實施例提供的基于超透鏡的紅外光電探測器，能夠在紅外輻射信號通過金屬管帽頂部的超透鏡攝入探測器芯片時，將紅外輻射信號轉換為電信號，進而實現(xiàn)紅外光電探測器的探測。當紅外輻射信號射入超透鏡時，超透鏡表面周期性排列的超透鏡單元能夠降低紅外輻射信號中寬譜段信號的反射損耗，提高紅外光電探測器入射光的透射率，抑制了反射光的干涉效應，進而提高紅外光電探測器的探測率。
4、可選地，引腳包括第一引腳和第二引腳，芯片電極包括p型電極和n型電極，第一引腳與p型電極焊接，第二引腳與n型電極焊接。
5、可選地，管座與金屬管帽構成的封裝結構內部為真空或惰性氣體。
6、可選地，超透鏡被配置為對入射光的光相位進行調控，以使入射光通過超透鏡后的光相位發(fā)生幅度的相位改變；超透鏡單元的排列距離小于或等于，排列距離用于表征相鄰的兩個超透鏡單元之間的距離。
7、可選地，超透鏡單元為圓柱結構，超透鏡單元的底面直徑等于超透鏡單元的排列距離；超透鏡單元的高度為預設波長的0.4至0.6倍，預設波長用于表征探測器芯片的峰值波長。
8、可選地，超透鏡單元環(huán)設有凹槽，凹槽的槽壁包括垂直段、第一過渡段和第二過渡段，垂直段與第一過渡段之間的夾角為第一預設角度，垂直段與第二過渡段之間的夾角為第二預設角度，第一預設角度大于或等于第二預設角度，第一過渡段的長度小于或等于第二過渡段的長度；超透鏡單元的高度為預設波長的0.4至0.6倍，預設波長用于表征探測器芯片的峰值波長；垂直段的高度為超透鏡單元高度的0.2至0.3倍。
9、可選地，超透鏡單元基于第一軸對稱，第一軸與超透鏡基底所在的表面垂直，超透鏡單元的底面為圓形，超透鏡單元的底面直徑等于超透鏡單元的排列距離。
10、可選地，探測器芯片包括自上而下依次疊加的襯底層、p型層、p型電極、吸收層、n型層和n型電極。
11、可選地，探測器芯片包括自上而下依次疊加的p型電極、襯底層、p型層、吸收層、n型層和n型電極。
12、在一些實施例中，提供了一種基于超透鏡的紅外光電探測器的制作方法，包括：提供管座、超透鏡、金屬管殼和探測器芯片，管座包括引腳；將探測器芯片與引腳焊接，并在探測器芯片的底部點膠，以將探測器芯片固定于管座的安裝區(qū)域；在超透鏡上刻蝕出超透鏡基底和超透鏡陣列，超透鏡陣列包括多個超透鏡單元，多個超透鏡單元周期性排列于超透鏡基底上方；將超透鏡與金屬管殼焊接，以得到金屬管帽，金屬管帽的頂部為超透鏡，側壁為金屬管殼；在真空環(huán)境或惰性氣體的環(huán)境下，將金屬管帽焊接于管座上方，以使探測器芯片封裝于管座和金屬管帽之間。
13、可以理解地，上述提供的基于超透鏡的紅外光電探測器的制作方法所能達到的有益效果，可參考基于超透鏡的紅外光電探測器及其任一種可選的實施方式中的有益效果，此處不再贅述。
1.一種基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，包括：管座（1）、金屬管帽（2），以及封裝于所述管座（1）和所述金屬管帽（2）之間的探測器芯片（3）；
2.根據(jù)權利要求1所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，所述引腳（12）包括第一引腳（121）和第二引腳（122），所述芯片電極包括p型電極和n型電極，所述第一引腳（121）與所述p型電極焊接，所述第二引腳（122）與所述n型電極焊接。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，所述管座（1）與金屬管帽（2）構成的封裝結構內部為真空或惰性氣體。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，
5.根據(jù)權利要求4所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，所述超透鏡單元（2121）為圓柱結構，所述超透鏡單元（2121）的底面直徑等于所述超透鏡單元（2121）的排列距離；
6.根據(jù)權利要求4所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，所述超透鏡單元（2121）環(huán)設有凹槽，所述凹槽的槽壁包括垂直段（21211）、第一過渡段（21212）和第二過渡段（21213），所述垂直段（21211）與所述第一過渡段（21212）之間的夾角為第一預設角度，所述垂直段（21211）與所述第二過渡段（21213）之間的夾角為第二預設角度，所述第一預設角度大于或等于第二預設角度，所述第一過渡段（21212）的長度小于或等于所述第二過渡段（21213）的長度；
7.根據(jù)權利要求6所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，所述超透鏡單元（2121）基于第一軸對稱，所述第一軸與所述超透鏡基底（211）所在的表面垂直，所述超透鏡單元（2121）的底面為圓形，所述超透鏡單元（2121）的底面直徑等于所述超透鏡單元（2121）的所述排列距離。
8.根據(jù)權利要求2所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，所述探測器芯片（3）包括自上而下依次疊加的襯底層、p型層、p型電極、吸收層、n型層和n型電極。
9.根據(jù)權利要求2所述的基于超透鏡的紅外光電探測器，其特征在于，所述探測器芯片（3）包括自上而下依次疊加的p型電極、襯底層、p型層、吸收層、n型層和n型電極。
10.一種基于超透鏡的紅外光電探測器的制作方法，其特征在于，包括：