非制冷热释电薄膜红外探测器热绝缘结构的研制

采用由多孔SiO2薄膜和过渡SiO2薄膜组成的复合薄膜结构实现了非制冷热释电薄膜红外探测器的热绝缘.利用溶胶凝胶方法制备了多孔SiO2薄膜以及过渡SiO2薄膜,通过优化制备工艺,使得多孔SiO2一次成膜厚度达到3070nm,孔率达到59%;过渡SiO2一次成膜的厚度达到188nm,孔率达到4%.AFM表明,由过渡SiO2薄膜与多孔SiO2组成的复合薄膜结构的表面粗糙度远小于多孔SiO2薄膜的表面粗糙度.该热绝缘结构有利于探测器后续各层功能薄膜的集成.     

复合热释电薄膜红外探测器的研究

热绝缘结构是热释电红外探测器的关键技术之一."复合热释电薄膜红外探测器"是用多孔SiO2薄膜来绝热的,这种无空气隙的新型结构被认为具有更高的机械强度和可靠性.采用溶胶-凝胶技术制备了热导率极低的多孔SiO2薄膜,用金属有机物热分解法制备了优质的铁电薄膜,实现了"复合热释电薄膜"热绝缘结构,获得的星探测率最大值达9.3×107cm.Hz1/2/W.通过快速热处理工艺的采用,提高薄膜一次成膜厚度的研究,改善了薄膜制备与微电路工艺的兼容性.研究了多孔膜厚度、孔径分布与探测率的关系,探讨了镍酸镧(LNO)薄膜作为缓冲层、红外吸收层和上电极的多功能作用.结果表明:孔径分布小的多孔膜有利于探测器性能的提高.在此结构中,存在热性能和电性能的折中问题,多孔膜厚度有一个临界值.LNO薄膜的引入,可以改善性能、简化结构和工艺.讨论了低温铁电薄膜的制备和性能,以及与微电路实现单片集成等问题.     

热释电非制冷红外焦平面探测器热绝缘结构

热释电非制冷红外探测器由于具有可靠性高、成本低、无需制冷等优点,使其得到了广泛应用.在热释电探测器中,热绝缘结构具有红外热转换、机械支撑和热隔离等作用.良好的热绝缘结构是减小探测器热导率和改善其性能的关键.采用半导体光刻技术和牺牲层技术,在硅基底上制备了由牺牲层和Si3N4薄膜组成的微桥结构,该方法使探测器的微桥结构的...     

薄膜型热释电红外探测器的发展

介绍了薄膜型热释电红外探测器的性能特点和工作原理。从材料选择,器件结构和制备工艺综述了近几年国内外的研究成果及发展动态,并对器件的主要应用进行了总结。     

非制冷型热释电薄膜红外探测器的制备及应用

介绍了室温非制冷型热释电薄膜红外探测器的原理和优势。从热释电材料的选择及器件的结构设计等方面阐述了热释电薄膜红外探测器的制备技术和研究动向,并归纳了器件的主要应用领域。     

非晶YBCO薄膜热释电红外探测器

介绍了非晶YBCO薄膜用作非制冷热释电红外探测器材料。它在室温下显示出强的热释电行为,并且容易在室温下采用射频磁控溅射法沉积,制备工艺与CMOS工艺相兼容,是 一种很有潜力的热释电探测器材料。并介绍了非晶YBCO热释电薄膜的研究现状,阐述了该薄膜及其探测器的制备技术和研究动向。     

多层热释电薄膜红外探测器的PSPICE模型

在分析了热释电探测器工作原理的基础上,利用PSPICE的ABM功能建立了多层薄膜热释电红外探测器的等效电路模型。该模型可以模拟多层薄膜热释电探测器热学和电学特性的暧态响应和频率响应,模拟的结果与实验数据相一致,等效电路模型与读出电路连接,然后对热释电探测器系统进行模拟,分析不同条件下探测器的响应特性。选取不同的电路参数,该模型也同样适用于其他类型的热释电探测器。     

PZT热释电红外探测器

讨论了锆太酸铅(PZT)热释电材料的选择原则,介绍了Zr/Ti为94/6的PZT热释电陶瓷材料的制作,并以此材料为敏感元制作成PZT红外探测器。对其基本结构、制作时存在的问题进行了研究。所制作的探测器D(500K,10Hz) 为5.7×10~8cmhz~(?)/W不仅可用于一般的热辐射探测,还可用于强辐射(如激光)的测量。     

钛酸锶钡热释电薄膜及其非制冷红外探测器研究

开展了钛酸锶钡(BST)热释电薄膜材料制备工艺研究,及其在单元器件和焦平面器件中的应用研究.在删Pt/Ti/SiO2/Si衬底上,用倒筒靶射频溅射方法制备了BST热释电薄膜.通过低温缓冲层技术和调控自偏压的方法,降低了BST薄膜的生长温度,提高了BST薄膜的c轴取向度和耐压特性,解决了薄膜制备的均匀性和一致性问题,使薄膜热释电系数达到6.7×10-7Ccm-2K-1.利用微细加工的方法,制备出全集成的BST薄膜单元红外探测器,抗过载能力强,探测器达到8×107cmHz1/2W-1,可以满足"灵巧弹药"的使用要求.实验表明,制备BST热释电薄膜的工艺不会对新型的耐高温读出电路造成破坏,为研制高性能的BST薄膜型焦平面探测器奠定了基础.     

非制冷焦平面红外探测器的双波段成像理论

本文研究了热电型非制冷焦平面红外探测器在4状态斩波调制下的信号响应,从理论上得到了响应信号的变化,数值模拟分析表明,响应信号的变化可以反映出景物入射辐射在双波段的差异,由此可望通过单一非制冷钛酸锶钡(Ba_xSr_1-xTiO₃,BST)焦平面探测器,实现获取景物双波段信息的热成像系统.     

复合热释电薄膜红外探测器的二维热分析

根据热释电薄膜红外探测器的结构和测试条件,使用有限元软件Ansys对其进行了二维热分析,得到了探测器受到红外辐射后的温度场.分析了复合热释电薄膜红外探测器的绝热层对温度场的影响,并将它与微桥结构探测器的性能进行了比较.结果表明,复合热释电薄膜红外探测器的绝热层能有效地减小热流向硅衬底的散失,并且探测器的响应随着绝热层厚度的增大而增大;当复合热释电薄膜红外探测器中绝热层的热导率低于空气的热导率时,它的绝热性能优于微桥结构.     

快速响应热释电器件降噪

振动噪声对长波快速响应热释电红外探测器的实际应用影响较大,减少振动噪声是热释电探测器研究的重要内容之一.提出采用自适应滤波的方法来降低振动噪声,并且就这种方法进行了讨论.     

用热电器件实现的红外二氧化碳分析仪

文中介绍了一种采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的红外二氧化碳浓度分析仪。描述了该仪器的基本原理与结构。该仪器基于朗伯－比尔定律，采用双光束结构、温度补偿、单片机数据处理及选用高性能的钽酸锂热释电探测器关键技术，能够对二氧化碳气体的浓度进行准确、有效的测量和分析。     

流延热释电厚膜陶瓷制备单元红外探测器

本文报道采用流延法制备的热释电厚膜陶瓷材料直接装配的单元红外探测器，该方法大大简化了目前探测器的制备工艺，极大地提高了材料的利用率，器件的性能也达到了目前探测器的水平。     

衬底热导对Mn-Co-Ni-O薄膜热敏 红外探测器性能的影响

研究了用Mn-Co-Ni-O薄膜材料制备的热敏红外探测器件,并主要通过调控衬底热导改进了器件性能。对于较薄的探测元,研究了具有微桥结构的红外器件。结果表明,该器件的响应率比非微桥器件高80%左右,探测率高44%左右。这主要是因为其独特的结构形式降低了器件热导,且对光的全反射效应提高了探测元对光的吸收率。对于较厚的探测元,在衬底上增加了抛光的散热铜片,使器件衬底的导热系数提高了47%左右,但响应电压降低了50%左右。因此需要合理选择散热铜片,以获得合适的时间常数和响应率。     

非晶硅薄膜晶体管室温红外探测器的优化设计

介绍了基于非晶硅薄膜晶体管的室温红外探测器的基本特征及性能指标,对晶体管宽长比对探测器性能的影响进行了理论分析,分析表明,提高晶体管的宽长比可以改善探测器的探测率。为了克服传统微桥结构室温红外探测器成品率低的不足,提出了一种新的热绝缘材料,并将该材料应用到了非制冷红外探测器中,实际制备了探测器单元,对该材料的热绝缘能力进行了验证。     

非晶硅薄膜晶体管室温红外探测器的优化设计

介绍了基于非晶硅薄膜晶体管的室温红外探测器的基本特征及性能指标，对晶体管宽长比对探测器性能的影响进行了理论分析，分析表明，提高晶体管的宽长比可以改善探测器的探测率。为了克服传统微桥结构室温红外探测器成品率低的不足，提出了一种新的热绝缘材料，并将该材料应用到了非制冷红外探测器中，实际制备了探测器单元，对该材料的热绝缘能力进行了验证。