CN109470370A - 双层氧化钒薄膜组件及双波段红外探测单元及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层氧化钒薄膜组件，属于红外探测与成像技术领域，解决了现有的双波段阵列探测器的微桥结构存在的需要使氧化钒薄膜发生半导体相‑金属相的可逆相变，且在红外波段只是针对长波红外(8～14μm)的探测应用的问题，包括下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜，上层周期结构氧化钒薄膜固定于下层连续氧化钒薄膜的上表面上；上层周期结构氧化钒薄膜内集成二维周期性光陷阱结构吸收近红外线(0.7～2.5μm)或中红外线(3～5μm)辐射，因此能够覆盖两个红外波段的大气窗口，下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜同时作为两个红外波段的热敏感层。

Description

双层氧化钒薄膜组件及双波段红外探测单元及其制备方法

技术领域

本发明涉及红外探测与成像技术领域，具体涉及一种双层氧化钒薄膜组件。

背景技术

红外探测技术作为对人类感官的补充和扩展，在民用和军用方面得到了广泛的应用。目前比较成熟的光子探测器已经应用到了通信、医学、军事等领域，但因为其工作时必须制冷，造成整个***庞大，结构复杂而且成本偏高，从而无法大规模的推广应用。大规模集成电路技术的发展使非制冷红外探测器的研制成为可能。目前非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)技术已经成为红外探测技术最主流的方向，这种技术使我们在常温下就能获得具有很高敏感性能的红外探测器。另外，其成本低、体积小、重量轻、功耗小和响应波段宽等很多优点，使其大规模的市场化成为可能。

目前非制冷红外焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微测热辐射计。要实现室温下的红外探测，探测结构的设计是非制冷红外焦平面器件的关键。微桥结构是一种典型的探测结构。采用光刻方法在牺牲层上制作出支撑层和敏感层图案而最后去除牺牲层的方法，可以形成一个独立式的热绝缘微桥结构。微桥由桥墩、桥腿和桥面组成，制作在带有读出电路的衬底上，桥墩支撑起桥腿和桥面，使桥腿和桥面悬空，红外吸收层与热敏薄膜淀积在桥面上。在器件工作时，采用锗制作的透镜来收集和聚焦红外辐射到位于光学***焦平面上的敏感元件阵列上，目标红外辐射的变化被桥面上的红外探测薄膜探测到，反映到热敏薄膜温度和电阻的变化，通过制作在微桥中的电学通道将这一变化传递到衬底读出电路，还原成图像信息，实现对目标信号的探测。为了充分利用物体的红外辐射，通常在牺牲层底部增加一层反射结构以提高敏感层对红外辐射的吸收，通常认为敏感层与反射层距离为入射红外光线波长的1/4时形成的微腔吸收效果最好。

根据使用的热敏电阻材料的不同，非制冷红外焦平面探测器可以分为氧化钒(VOx)探测器和非晶硅探测器两种。氧化钒技术由美国的Honeywell公司在90年代初研发成功，目前其专利授权BAE、L-3/IR、FLIR-INDIGO、DRS、NEC、以及SCD等几家公司生产。非晶硅技术主要由法国的CEA/LETI/LIR实验室在九十年代末研发成功，目前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产。氧化钒对室温电阻温度变化很敏感，可得到较大的电阻温度系数(TCR，一般为–2％/K～–3％/K)，电阻值可控制在几千欧至几万欧，1/f噪声较低，同时薄膜沉积技术成熟，是目前非致冷红外焦平面探测器首选的热敏电阻材料。Raytheon、BAE、DRS、Indigo、NEC以及SCD等公司都能生产160×120～640×480阵列的氧化钒非致冷红外焦平面探测器，其噪声等效温差(NETD)为20～100mK。目前，BAE和DRS公司都正在研究1024×1024阵列、像元尺寸15μm、NETD为50mK的大规模氧化钒非致冷红外焦平面探测器。

大气对不同波长的红外辐射具有不同的透过率，其中透过率较高的波段范围称为大气窗口。在短波、中波、长波红外谱段，主要的大气窗口分别为0.7～2.5μm，3～5μm，8～14μm。一般的红外探测器都工作在大气窗口中。前述氧化钒热敏电阻式微测热辐射计主要用于长波红外探测。在短波与中波红外辐射波段，用于红外探测的主要为红外光子探测器，这类探测器基于入射光子流与探测材料相互作用产生的光电效应，具体表现为探测器响应元自由载流子(即电子和/或空穴)数目的变化。由于这种变化是由入射光子数的变化引起的，光子探测器的响应正比于吸收的光子数。按光—电信号转换的不同原理，光子探测器分为光电导型、光伏型和光磁电型等。受到半导体材料带隙的限制，在不同的波段需要选择不同的光敏材料。用于短波红外(0.7～2.5μm)波段的半导体材料主要有硫化铅、硒化铅、铟镓砷等，用于中波红外(3～5μm)波段的半导体材料主要有锑化铟等。

综上所述，对于不同的红外辐射大气窗口，所采用的红外探测器的探测机理(光电效应与热效应)及敏感材料(热敏材料与半导体光敏材料)均不相同，难以以一种探测器结构实现宽波段或多波段红外探测。专利号为ZL201310124924.8公开了一种用于红外-太赫兹双波段阵列探测器的微桥结构及其制备方法，用于红外与太赫兹波段的探测与成像。所述微桥结构的顶层为双层氧化钒薄膜，下层氧化钒薄膜为具有高电阻温度系数(TCR)的无相变氧化钒薄膜，用作红外与太赫兹波段的敏感层，上层氧化钒薄膜具有较低的相变温度，可发生半导体相-金属相的可逆相变，半导体相时与下层氧化钒薄膜一起用作红外吸收层，相变为金属相后用作太赫兹辐射吸收层。利用微桥结构的谐振可充分吸收红外辐射，调节金属相氧化钒薄膜的电导率、折射率等光电参数，又可实现对太赫兹辐射吸收的最大化。该微桥结构可以实现红外-太赫兹双波段探测，但需要使氧化钒薄膜发生半导体相-金属相的可逆相变，且在红外波段只是针对长波红外(8～14μm)的探测应用。

发明内容

针对上述所述的专利号为ZL201310124924.8公开的一种用于红外-太赫兹双波段阵列探测器的微桥结构存在的需要使氧化钒薄膜发生半导体相-金属相的可逆相变，且在红外波段只是针对长波红外(8～14μm)的探测应用的问题，本发明提供一种双层氧化钒薄膜组件。

本发明所采取的技术方案是一种双层氧化钒薄膜组件，包括下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜，上层周期结构氧化钒薄膜固定于下层连续氧化钒薄膜的上表面上。

本发明的有益效果为：上层周期结构氧化钒薄膜内集成二维周期性光陷阱结构吸收近红外线(0.7～2.5μm)或中红外线(3～5μm)辐射，因此能够覆盖两个红外波段的大气窗口，下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜同时作为两个红外波段的热敏感层。

本发明还提供了一种双波段红外探测单元，包括衬底，衬底上固定连接有驱动电路，驱动电路上设置有两个电路接口，在每一个电路接口内固定连接有缓冲层、缓冲层上固定连接有桥形支撑层，桥形支撑层设置于电路接口上方，桥形支撑层的上表面固定连接有桥形顶部电极层，桥形顶部电极层的下部与所述电路接口固定连接；所述桥形顶部电极层的上部水平部分固定连接有所述双层氧化钒薄膜组件，所述桥形支撑层与所述驱动电路之间的空腔为谐振腔。

本发明的有益效果为：一方面，利用双层氧化钒薄膜组件能够调控该双波段红外探测单元的光学性能，达到控制光的传播方向、增强吸收的作用，实现双波段红外探测与成像；另一方面，谐振腔充分吸收长波红外(8～12μm)辐射。

本发明还提供了一种双波段红外探测单元的制备方法，包括以下步骤：

(a)在带有驱动电路的衬底上生长牺牲层并图形化，使牺牲层图案边缘的断面形状呈现梯形形状，露出驱动电路的电路接口；

(b)在已有牺牲层图案的衬底上制备缓冲层图案，得到中间体B；

(c)在中间体B上制备桥形支撑层，并用光刻工艺形成桥形支撑层图案，露出电极接口，得到中间体C；

(d)在中间体C上制备桥形顶部电极层，并用光刻工艺形成桥形顶部电极层图案，桥形顶部电极层与电极接口电连接，得到中间体D；

(e)在中间体D上制备权利要求1所述的双层氧化钒薄膜组件，得到中间体E；

其中，双层氧化钒薄膜组件中的下层连续氧化钒薄膜与所述中间体D固定连接；

(f)释放中间体E的牺牲层，得到微桥结构，然后进行封装得到双波段红外探测单元。

本发明的有益效果为：本制备方法简单，且与微机电***(MEMS)兼容，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1中a～h为本发明的探测器结构的简易制备流程，其中，图1-a为已具有底部驱动电路的衬底，图1-b为制备好牺牲层图形的衬底，图1-c为制备出缓冲层图形的衬底，图1-d为制备好支撑层图形的衬底，图1-e为制备好顶部电极层图形的衬底，1-f为制备好下层连续氧化钒薄膜的衬底，1-g为制备好上层周期结构氧化钒薄膜图形的衬底，1-h为释放掉牺牲层后的器件结构剖面示意图；

图2是实施例2中上层周期结构氧化钒薄膜的俯视图；

图3为图1-h的详细结构图；

附图标记：10为衬底、20为驱动电路、21为电路接口、30为牺牲层、40为缓冲层、50为桥形支撑层、60为桥形顶部电极层、70为下层连续氧化钒薄膜、80为上层周期结构氧化钒薄膜。

具体实施方式

为使本领域技术人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果，下面结合附图和具体的生产实例来进一步介绍本发明的应用和技术效果。

本发明提供一种双层氧化钒薄膜组件，包括下层连续氧化钒薄膜70和上层周期结构氧化钒薄膜80，上层周期结构氧化钒薄膜80固定于下层连续氧化钒薄膜70的上表面上。

下层连续氧化钒薄膜70和上层周期结构氧化钒薄膜80均为无相变氧化钒薄膜，电阻温度系数为–2％/K～–6％/K。

下层连续氧化钒薄膜70采用磁控溅射法制备；溅射功率为100～500W，氧分压为0.5％～10％，溅射时间为5～60min，退火温度为200～600℃，薄膜厚度为30～200nm。

上层周期结构氧化钒薄膜80采用剥离法制备；首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆于下层氧化钒薄膜表面，然后进行掩膜曝光，曝光完成后再用热板烘烤，让曝光部分的胶发生光固化反应，热板烘烤温度为60～200℃，时间为0.5～10min，再进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案；再采用磁控溅射法制备上层氧化钒薄膜；用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离；剥离后得到上层周期结构氧化钒薄膜80，上层周期结构氧化钒薄膜80的厚度为200～2000nm。

上层周期结构氧化钒薄膜80中集成的二维周期性光陷阱结构为周期性的孔或柱，孔(柱)为圆形或方形，按四方或六方点阵排列，周期为1～6μm，孔(柱)的直径(边长)与周期的比为0.4～0.9。

上层周期结构氧化钒薄膜80内集成二维周期性光陷阱结构吸收近红外线(0.7～2.5μm)或中红外线(3～5μm)辐射，因此能够覆盖两个红外波段的大气窗口，下层连续氧化钒薄膜70和上层周期结构氧化钒薄膜80同时作为两个红外波段的热敏感层。

本发明还提供一种双波段红外探测单元，包括衬底10，衬底10上固定连接有驱动电路20，驱动电路20上设置有电路接口21，在电路接口21内固定连接有缓冲层40、缓冲层40上固定连接有桥形支撑层50，桥形支撑层50设置于电路接口21上方，桥形支撑层50的上表面固定连接有桥形顶部电极层60，桥形顶部电极层60的下部与所述电路接口21固定连接；所述桥形顶部电极层60的上部水平部分固定连接有所述双层氧化钒薄膜组件，所述桥形支撑层50与所述驱动电路20之间的空腔为谐振腔。

谐振腔高度为2～3μm(约红外辐射波长的1/4)，以充分吸收红外波段的目标辐射；支撑层50的制备材料要求其具有一定的刚性，保证双波段红外探测单元的稳定性，具有低的应力保证双波段红外探测单元受热形变较小，同时尽量选择热传导较低的材料来制备支撑层，支撑层50由单层薄膜构成或者由多层薄膜构成，材料为二氧化硅或者氮化硅，支撑层50的厚度在0.1～1μm之间。设置缓冲层40的目的是减弱电路接口21与桥形顶部电极层60之间的高度差，以方便底部电路和顶部金属线的连接，所述缓冲层40的制备材料为金属或者金属合金或者非金属材料；所述桥形顶部电极层60的制备材料为铝、钨、钛、铂、镍以及铬中的一种或至少两种的合金。

本发明还提供一种双波段红外探测单元的制备方法，包括以下步骤：

(a)在带有驱动电路20的衬底10上生长牺牲层30并图形化，使牺牲层图案边缘的断面形状呈现梯形形状，露出驱动电路的电路接口21；

(b)在已有牺牲层30图案的衬底上制备缓冲层40图案，得到中间体B；

(c)在中间体B上制备桥形支撑层50，并用光刻工艺形成桥形支撑层50图案，露出电极接口21，得到中间体C；

(d)在中间体C上制备桥形顶部电极层60，并用光刻工艺形成桥形顶部电极层60图案，桥形顶部电极层60与电极接口21电连接，得到中间体D；

(e)在中间体D上制备权利要求1所述的双层氧化钒薄膜组件，得到中间体E；

其中，双层氧化钒薄膜组件中的下层连续氧化钒薄膜70与所述中间体D固定连接；

(f)释放中间体E的牺牲层，得到微桥结构，然后进行封装得到双波段红外探测单元。

所述牺牲层30的制备材料为聚酰亚胺、二氧化硅、氧化的多孔硅、磷硅玻璃等，牺牲层30采用氧等离子轰击、反应离子刻蚀或者用化学试剂中的任一种方式去除。

实施例1

一种双波段红外探测单元

在已经制备好底部驱动电路20的衬底10上展开，驱动电路20已经留出电路接口21，如图1-a所示。

清洗带有驱动电路20的衬底10表面，去除表面沾污，并对衬底10进行200℃下烘烤，以除去表面的水汽，增强粘接性能。用自动涂胶轨道进行光敏聚酰亚胺的涂覆，通过转速进行调节聚酰亚胺薄膜的厚度，对涂覆的光敏聚酰亚胺进行120℃下的烘烤以除去部分胶内的溶剂，利于曝光线条的整齐。采用NIKON光刻机对光敏聚酰亚胺进行曝光过程，经过曝光的衬底送到自动显影轨道进行胶的显影，显影液为标准的正胶显影液TMAH。显影后的光敏聚酰亚胺图形呈现出桥墩孔图案，如图1-b所示。随后将聚酰亚胺薄膜放置在用惰性气体保护的退火烘箱中进行亚胺化处理，亚胺化温度设置为阶段上升，最高温度在250℃～400℃，恒温时间为30～120min，亚胺化后得到牺牲层30，牺牲层30的厚度为2～3μm。

采用AZ5214光刻胶进行金属铝缓冲层图形的制备。首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆在牺牲层30表面，然后进行掩膜曝光，曝光完成后用热板烘烤(110℃，1.5min)让曝光部分的胶发生变化，继而进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案。采用磁控溅射法制备金属铝薄膜，得到缓冲层40，缓冲层40的厚度在0.3～1.5μm范围内。然后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离。剥离后得到铝缓冲层图形，如图1-c所示。

采用PECVD设备及混频溅射技术制作低应力的氮化硅支撑层，得到桥形支撑层50，桥形支撑层50的厚度范围在0.2～1μm范围内。然后对桥形支撑层50进行光刻和刻蚀，刻蚀出支撑桥面的图形。桥形支撑层50在桥墩处的图形部分覆盖缓冲层40图案，如图1-d所示。

采用AZ5214光刻胶进行NiCr顶部电极图形的制备。首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆在制备完衬底桥形支撑层的衬底表面，然后进行掩膜曝光，曝光完成后在用热板烘烤(110℃，1.5min)让曝光部分的胶发生变化，继而进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案。采用磁控溅射法制备NiCr薄膜，得到桥形顶部电极层60，桥形顶部电极层60的厚度在0.05～0.3μm范围内。然后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离。剥离后得到桥形顶部电极层60图形，如图1-e所示。桥形顶部电极层60图形与电路接口21相连。

在制备好电极引线以后，再用溅射设备制备下层连续氧化钒薄膜70。溅射时，溅射功率为100～500W，氧分压为0.5％～10％，溅射时间为5～60min，退火温度为200～600℃。制备的氧化钒薄膜的电阻温度系数为–2％/K～–6％/K，厚度为30～200nm。然后对该层氧化钒薄膜进行光刻和刻蚀，得到下层连续氧化钒薄膜70图形，如图1-f所示。

在制备好下层连续氧化钒薄膜70以后，再用剥离法设备制备上层周期结构氧化钒薄膜80。首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆于下层连续氧化钒薄膜70表面，然后进行掩膜曝光，曝光完成后再用热板烘烤，让曝光部分的胶发生光固化反应，热板烘烤温度为60～200℃，时间为0.5～10min，再进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案；再采用磁控溅射法制备上层氧化钒薄膜，最后得到上层周期结构氧化钒薄膜80；用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离；剥离后得到上层周期结构氧化钒薄膜80图形，如图1-g所示。薄膜的厚度为200～2000nm。

上层氧化钒薄膜中的二维周期光陷阱结构为周期性的圆孔，圆孔为圆形，按四方点阵排列，周期为5μm，圆孔的直径与周期的比为0.5。

用氧气等离子体轰击做完双层氧化钒薄膜图案的单元，将已经亚胺化的光敏聚酰亚胺去除，形成具有氮化硅桥面支撑层的双波段红外探测单元，该双波段红外探测单元的剖面示意图如图1-h所示。

实施例2

一种双波段红外探测单元。

在已经制备好底部驱动电路的衬底上展开，驱动电路已经留出电路接口。

清洗带有驱动电路的衬底表面，去除表面沾污，并对衬底进行200℃下烘烤，以除去表面的水汽，增强粘接性能。用自动涂胶轨道进行磷酸玻璃的涂覆，通过转速进行调节磷酸玻璃薄膜的厚度，对涂覆的磷酸玻璃进行120℃下的烘烤以除去部分胶内的溶剂，利于曝光线条的整齐。采用NIKON光刻机对磷酸玻璃进行曝光过程，经过曝光的衬底送到自动显影轨道进行胶的显影，显影液为标准的正胶显影液TMAH。显影后的磷酸玻璃图形呈现出桥墩孔图案。随后将磷酸玻璃薄膜放置在用惰性气体保护的退火烘箱中进行玻璃化处理，玻璃化温度设置为阶段上升，最高温度为380℃，恒温时间为90min，玻璃化后得到牺牲层，牺牲层的厚度为2.5μm。

采用AZ5214光刻胶进行石墨缓冲层图形的制备。首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆在牺牲层表面，然后进行掩膜曝光，曝光完成后用热板烘烤(110℃，1.5min)让曝光部分的胶发生变化，继而进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案。采用磁控溅射法制备石墨薄膜，得到缓冲层，缓冲层的厚度为1.0μm，然后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离，剥离后得到石墨缓冲层图形。

采用PECVD设备及混频溅射技术制作低应力的二氧化硅支撑层，得到桥形支撑层，桥形支撑层的厚度为0.7μm。然后对桥形支撑层进行光刻和刻蚀，刻蚀出支撑桥面的图形。桥形支撑层在桥墩处的图形部分覆盖缓冲层图案。

采用AZ5214光刻胶进行钨钛顶部电极图形的制备。首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆在制备完衬底支撑层的衬底表面，然后进行掩膜曝光，曝光完成后在用热板烘烤(110℃，1.5min)让曝光部分的胶发生变化，继而进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案。采用磁控溅射法制备钨钛薄膜，得到桥形顶部电极层，桥形顶部电极层的厚度为0.25μm，然后用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离。剥离后得到桥形顶部电极层图形。桥形顶部电极层图形与电路接口相连。

在制备好电极引线以后，再用溅射设备制备下层连续氧化钒薄膜。溅射时，溅射功率为450W，氧分压为7％，溅射时间为30min，退火温度为350℃。制备的氧化钒薄膜的电阻温度系数为–3％/K～–5％/K，厚度为70nm。然后对该层氧化钒薄膜进行光刻和刻蚀，得到下层连续氧化钒薄膜图形。

在制备好下层连续氧化钒薄膜以后，再用剥离法设备制备上层周期结构氧化钒薄膜。首先将AZ5214光刻胶旋转涂覆于下层连续氧化钒薄膜表面，然后进行掩膜曝光，曝光完成后再用热板烘烤，让曝光部分的胶发生光固化反应，热板烘烤温度为150℃，时间为10min，再进行泛曝光进程，然后显影得到需要剥离的图案；再采用磁控溅射法制备上层氧化钒薄膜，最后得到上层周期结构氧化钒薄膜；用丙酮溶液在超声条件下进行光刻胶的剥离；剥离后得到上层周期结构氧化钒薄膜图形，薄膜的厚度为300nm。

如图2所示，上层氧化钒薄膜中的二维周期光陷阱结构为周期性的圆孔，圆孔为圆形，按四方点阵排列，周期(p)为5μm，圆孔的直径(d)为2.5μm。

用氧气等离子体轰击做完双层氧化钒薄膜图案的单元，将已经亚胺化的光敏聚酰亚胺去除，形成具有氮化硅桥面支撑层的双波段红外探测单元。

采用严格耦合波分析方法建立包含双层氧化钒薄膜的探测单元模型，设置谐振腔高度为2.5μm。计算表明，采用本实施例中的双层氧化钒薄膜组件及结构参数设计，双波段红外探测单元对中波红外(3～5μm)辐射的吸收率可达到80％，对长波红外(8～14μm)辐射的吸收率为90％以上，因此该双波段红外探测单元可以覆盖两个大气窗口，实现双波段红外探测。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，包括下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜，上层周期结构氧化钒薄膜固定于下层连续氧化钒薄膜的上表面上。

2.根据权利要求1所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述下层连续氧化钒薄膜采用磁控溅射法制得；所述上层周期结构氧化钒薄膜采用剥离法制得。

3.根据权利要求1所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述下层连续氧化钒薄膜和上层周期结构氧化钒薄膜均为无相变氧化钒薄膜，无相变氧化钒薄膜的电阻温度系数为–2％/K～–6％/K，所述下层连续氧化钒薄膜的厚度为30～200nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，制备所述上层周期结构氧化钒薄膜的剥离法包括以下步骤：

(1)将光刻胶旋转涂覆于所述下层连续氧化钒薄膜表面，得到中间体A；

(2)将中间体A依次进行掩膜曝光、热板烘烤、泛曝光以及显影，得到需要剥离的图案，其中，热板烘烤的温度为60～200℃，时间为0.5～10min；

(3)在需要剥离的图案上通过磁控溅射法制备上层氧化钒薄膜，上层氧化钒薄膜的厚度为200～2000nm；

(4)用丙酮溶液在超声条件下对步骤(3)中的上层氧化钒薄膜进行光刻胶的剥离；得到上层周期结构氧化钒薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述上层周期结构氧化钒薄膜集成了二维周期性光陷阱结构，用于吸收近红外线辐射或中红外线辐射或用于长波红外线辐射的减反层。

6.根据权利要求5所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述二维周期光陷阱结构为周期性的圆孔，圆孔按四方或六方点阵排列，圆孔的周期为1～6μm，圆孔的直径与其周期的比为0.4～0.9。

7.根据权利要求5所述的一种双层氧化钒薄膜组件，其特征在于，所述二维周期光陷阱结构为周期性的方柱，方柱按四方或六方点阵排列，方柱的周期为1～6μm，圆方柱的边长与其周期的比为0.4～0.9。

8.用权利要求1-7任一项所述的双层氧化钒薄膜组件制备的双波段红外探测单元，其特征在于，包括衬底，衬底上固定连接有驱动电路，驱动电路上设置有两个电路接口，在每一个电路接口内固定连接有缓冲层、缓冲层上固定连接有桥形支撑层，桥形支撑层设置于电路接口上方，桥形支撑层的上表面固定连接有桥形顶部电极层，桥形顶部电极层的下部与所述电路接口固定连接；所述桥形顶部电极层的上部水平部分固定连接有所述双层氧化钒薄膜组件，所述桥形支撑层与所述驱动电路之间的空腔为谐振腔。

9.根据权利要求8所述的双波段红外探测单元，其特征在于，所述桥形支撑层由二氧化硅或氮化硅制成，所述桥形支撑层的厚度0.1～1μm；

所述桥形顶部电极层由铝、钨、钛、铂、镍、铬中的一种或至少两种的合金制成。

10.如权利要求8或9所述双波段红外探测单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)在带有驱动电路的衬底上生长牺牲层并图形化，使牺牲层图案边缘的断面形状呈现梯形形状，露出驱动电路的电路接口；

(b)在已有牺牲层图案的衬底上制备缓冲层图案，得到中间体B；

(c)在中间体B上制备桥形支撑层，并用光刻工艺形成桥形支撑层图案，露出电极接口，得到中间体C；

(d)在中间体C上制备桥形顶部电极层，并用光刻工艺形成桥形顶部电极层图案，桥形顶部电极层与电极接口电连接，得到中间体D；

(e)在中间体D上制备权利要求1所述的双层氧化钒薄膜组件，得到中间体E；

其中，双层氧化钒薄膜组件中的下层连续氧化钒薄膜与所述中间体D固定连接；

(f)释放中间体E的牺牲层，得到微桥结构，然后进行封装得到双波段红外探测单元。