非制冷红外探测器用VOx薄膜的制备

介绍了一种采用反应溅射工艺,通过控制不同气氛的分布制备VOx薄膜的方法,并制备出电阻温度系数（TCR）优于－2％的非制冷红外探测器用VOx薄膜。其XPS、XRD分析结果表明,薄膜的生长情况与制备工艺条件有密切关系。     

磁控溅射工艺对VOx薄膜结构和性能的影响

以高纯氧和高纯氩为气源,通过改变薄膜的制备工艺,用直流磁控溅射法在玻璃和单晶硅片上制备了VOx 薄膜,并对其进行了退火处理。借助LCR测试仪和X射线衍射仪,对VOx薄膜的电阻温度系数、晶体结构进行了检测。结果表明,当溅射 气压为1.5Pa,功率为100W,时间为1h,氧氩比为0.8∶25时, 经450℃退火后,玻璃基片上制备的薄膜的电阻温度系数(TCR)超过-0.02/℃,其结构和性能最好。同时对比了玻璃和单晶硅基片对VOx 薄膜的生长、性能和结构的影响。当氧氩比为0.8∶25时,单晶硅片上制得的VOx薄膜的质量和性能最好。     

VOx薄膜的sol-gel法制备

通过对工艺条件的研究,解决了钒有机溶胶与基片的亲水性问题,提出了成膜牢固的亲水处理方法,制备出了无裂纹、致密性好的VOx薄膜。测量结果表明,520℃热处理条件下的VOx薄膜样品的平均电阻温度系数达到了3.95%K–1。而470℃热处理下的VOx薄膜样品,其升降温阻温特性一致性很好,可用作高灵敏度红外探测器敏感元材料。     

原位氧化硅钝化层对氧化钒薄膜光电特性的影响

氧化硅(SiOx)原位钝化层对氧化钒(VOx)薄膜电学特性的影响分析旨在改善像元微桥结构的光学吸收特性,提高热敏VOx薄膜层的方阻和电阻温度系数(TCR)稳定性。采用离子束溅射沉积50 nm VOx薄膜后,紧接着沉积30 nm SiOx钝化层。通过原位残余气体分析仪(RGA)和衬底温度控制,调节氧化钒薄膜中的氧含量,分析了VOx单层膜、SiOx/VOx双层膜的电学特性随工艺温度的变化规律,原位残余气体分析仪(RGA)和150℃加温工艺提高了VOx热敏层薄膜的方阻和电阻温度系数稳定性。     

VOx薄膜的制备、电阻-温度特性及结构研究

VO2是一种热致相变材料.发生相变时,VO2的电阻、红外光透过率、反射率都会发生显著变化.采用直流反应磁控溅射法,通过改变氧氩比(O2:Ar)、工作气压、衬底温度等制备工艺参数,研究了工艺参数对VOx薄膜的结构、电阻-温度性能的影响.结果表明,当氧氩比为1.0:15、工作气压为2.0Pa时,制备的薄膜中VO2的含量较多;衬底温度为250℃时,制备的VOx薄膜的电阻一温度突变性能最佳.     

非致冷红外探测用VOx薄膜XPS价带谱研究

介绍了用XPS技术研究反应溅射制备的VOx薄膜;结果表明该方法制备的VOx薄膜大多是不同价态的混合物,其物相、成分与氧分压密切相关.XPS价带谱研究发现VO2 δ物相的薄膜最利于非致冷红外探测.     

氧化钒薄膜太赫兹波段频率特性研究

利用直流对靶磁控溅射镀膜法,在Si衬底上制备出在太赫兹（THz）波段具有开关性能的氧化钒（VOx）薄膜。用X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）方法对VOx薄膜的组份和形貌进行表征。利用THz时域频谱系统（THz-TDS）对VOx薄膜的光致相变性能进行测试。实验表明,VOx薄膜在波长532 nm连续激光照...     

用于MEMS非致冷红外传感器的氧化钒工艺

基于VOx的非致冷红外传感器是当前MEMS的研究热点。VOx的制作是关键工艺,而VOx多价态共存,优化工艺以提高VO2在VOx中的比例、制备高性能的VOx薄膜为核心技术。采用直流磁控溅射法,对量产型PVD机台进行了技术改造,在溅射过程中用电压同时控制靶材溅射速率和氧气流量,少量的氩气充当靶材的保护气体。溅射完成后在350℃下退火约3h以降低噪声和残余应力。经测试,得到的氧化钒薄膜电阻温度系数(TCR)的绝对值大于2.8%/K,EDX分析得V和O的原子数比约为1∶1.8,像元均匀性优于5%,封装后样品等效噪声温差小于100mK,并给出了384×288阵列样品的红外成像效果图。结果表明:采用的方法有助于实现相关成像阵列的量产化。     

磁控溅射法制备氧化钒薄膜的研究

主要介绍了红外探测器的分类、发展,及基于氧化钒薄膜的热探测器的优势;采用直流磁控溅射法在相对较低温度220℃下制备出电阻温度系数(TCR)为-1.9%/℃的VOx薄膜.通过XRD、AFM、红外透过测试方法对薄膜的形貌、组分及其红外吸收性能进行分析,结果表明该VOx薄膜非常适合用作非制冷红外探测器热敏材料.与传统的工艺相比,由于该薄膜淀积过程无需高温退火,在后期的红外焦平面制作过程中,可以较好地保护红外焦平面阵列的CMOS电路.     

磁控溅射结合快速热处理制备相变氧化钒薄膜

采用直流对靶磁控溅射结合快速热处理工艺制备了具有金属-半导体相变特性的氧化钒(VOx)薄膜。利用XRD,XPS和SEM对薄膜结晶结构、薄膜中V的价态与组分及表面微观形貌进行分析,利用四探针测试法及太赫兹时域频谱系统对薄膜的电学和光学特性进行测量。结果表明:新制备VOx薄膜以非晶态V2O5为主;350℃,30 s快速热处理后,薄膜中V的整体价态降低,表面颗粒分布更加致密;500℃,30 s快速热处理后,薄膜中VO2(002)向单斜结构的VO2(011)转变,VO2(011)占主要成分,薄膜显示出明显的金属-半导体相变特性,方块电阻下降达到3个数量级,太赫兹透过率下降接近70%,热致相变性能良好。     

非致冷红外探测器用氧化钒多晶薄膜的制备

采用离子束溅射镀膜和氧化工艺在Si(110)和石英衬底上制备了用于非致冷红外探测器阵列热敏材料的混合相氧化钒多晶薄膜．扫描电子显微镜(SEM)照片显示：薄膜表面呈针状晶粒状,而且薄膜表面光滑、致密,均匀性好．测试结果表明：氧化钒薄膜的方块电阻和电阻温度系数(TCR)在20℃分别为50KΩ和-0.021K^-1。     

基于VO_x薄膜8元线列非致冷微测辐射热红外探测器的制备

报道了应用反应离子束溅射以及后退火工艺在石英玻璃以及Si(10 0)衬底上淀积混合相 VOx 多晶薄膜,并且在石英衬底上制备了实验用 8元线列红外探测器。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别测试结果显示薄膜为表面光滑、致密且具有针状晶粒的混合相多晶结构,探测器的性能测试结果显示该探测器可以实现 8～ 12μm的非致冷室温红外探测     

二氧化钒薄膜在激光防护上的应用研究

战场上激光武器的不断发展对激光防护提出了更高的要求。由于VO2薄膜的相变温度接近室温,具有良好的光电性能,成为相变材料中最有希望用于红外探测器的激光防护材料。介绍了VO2薄膜的光电特性,并探讨了其在激光防护应用方面的相关问题以及发展前景。     

相变型VO2薄膜的制备及其特性的研究

利用反应离子束溅射和后退火工艺制备一种新的相变型VO2薄膜,对该薄膜进行电学测试、XRD和光学透过率的测试。这种工艺制备出的相变型VO2薄膜相变温度更接近室温,XRD显示这种薄膜中有VO2、V2O5成分的存在。对这种薄膜的光学透过率测试表明,低温下薄膜的透过率是高温下薄膜透过率的近5倍。通过实验可以看出,氧气分压、退火温度、退火时间是影响制备新型相变型VO2薄膜的重要因素。     

无机sol-gel法制备二氧化钒薄膜的研究

采用无机sol-gel法,以分析纯V2O5为原料,在Si衬底、玻璃衬底上空气中加热制备了V2O5薄膜,在不同温度下真空退火,得到了具有择优取向的VO2薄膜。研究了其制备工艺和显微结构。结果表明:在玻璃衬底和硅衬底上薄膜的最佳真空退火工艺均为480℃/2h。所制备的VO2薄膜具有沿<110>晶向生长的择优取向。薄膜表面形貌良好,颗粒尺寸分布均匀。     

氧化钒热敏薄膜的制备及其性质的研究

报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法。采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5)。对不同温度退火后氧化钒薄膜在10－100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数（TCR）值为（－1～－4）％K^-1。研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料。     

二氧化钒薄膜的制备及性能表征

通过激光脉冲沉积法,分别在Csapphire和R—sapphire衬底上制备了单相二氧化钒（VO2）薄膜。用x射线衍射法表征了不同实验条件下制备的二氧化钒薄膜的结构性质,分析表明在600℃,10^-2torr的氧气分压下,生长15min可得到单相的二氧化钒（VO2）薄膜;重点研究了激光能量对薄膜电学性质的影响,实验结果表明激光能量在500-600MJ对制备的二氧化钒薄膜具有最好的电学性质。     

真空度对VO2(B)型薄膜制备及光电特性的影响

对不同真空度下得到的VO2(B)型薄膜的结品状况、组分、电学性质 和光学性质进行测试和分析,以探讨退火真空度对VO2(B)型薄膜的影响.以高纯五氧化二钒(V2O3)粉末(纯度高于99.99%,质量分数)为原料,采用真 空蒸发——还原工艺,分别在高、低真空度下还原出VO2(B)型(空间群为C2m)薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪,X射线光电子能谱仪(XPS),电阻温度关系(TCR)测试仪和紫外可见分光光度计对薄膜进行测试,讨论了退火真空度对VO2(B)刑薄膜的结品状况、组分、电学性质和光学性质的影响.结果显示,在高、低真空度下退火,VO2(B)型薄膜出现的温度范围是不同的,在低真空度下退火出现的范围在400～480℃,而在高真空度下退火出现的范围只有400～440 C;高真空度退火得到薄膜的晶粒较大,透过率较低真空度得到的薄膜高7%～8%;但在低真空度下退火,薄膜中的V更易被还原,电阻温度系数绝对值更大,最大可达-2.4%/K.     

VO2的MIT特性及应用机理

本文主要讨论了VO2薄膜的相变温度和相变过程的光电、热致回线宽度的特性,同时分析了对这些特性的主要影响因素,并探讨了VO2薄膜在目前可使用器件中的应用机理。     

新型VO_2相变薄膜的制备

采用离子束溅射和退火工艺制备了一种新的相变型薄膜VO2。此种薄膜的方块电阻为120～148kΩ,电阻-温度关系曲线显示该薄膜的相变温度接近室温。SEM分析表明,所制备的薄膜致密均匀。样品的明场透射电子显微图像显示,制备的薄膜是多晶薄膜,晶粒尺寸达到纳米数量级。XRD分析表明,该薄膜的成分中除了含有VO2外,还含有V2O5,说明该工艺制备的是含有VO2的混合物,而不是纯VO2薄膜。