测辐射热计的微桥研制和Vox膜成膜研究

介绍了测辐射热汁的工作原理、器件结构的几何形状和研制状况,叙述了测辐射热计材料的特性及制备技术.     

微测辐射热计用氧化钒薄膜制备及特性

热敏薄膜电阻制备是非致冷微测辐射热计红外焦平面的一项关键技术。对目前在非致冷微测辐射热计研制中得到成功应用的氧化钒薄膜的特性、制备及表征技术进行综述。氧化钒存在多种物相和结构 (VOx:0 相似文献   

测辐射热计用氧化薄膜与采用氧化薄膜的红外探测器 美国专利US7250604（2007年7月31日授权）

本发明提供一种供高灵敏度测辐射热计型非致冷红外探测器用的氧化薄膜。该氧化薄膜是一种非晶氧化钒钨（v-w-Ox）,即一种掺钨的氧化钒,其电阻较低,为5kΩ至200kΩ,可变电阻温度系数（TCR）在-1．5％／℃与-4．1％／℃之间。它是在300℃左右的温度下通过改变钨的含量和氧化时间使钒-钨金属膜氧化的方法获得的。     

非制冷红外微测辐射热计有限元模型的构建

根据微加工条件能够制造的单层和双层结构的非制冷红外微测辐射热计的尺寸，进行了有限元建模与分析，寻找出在可接受的性能与成本之间折衷的设计方案，指出气体热导是影响探测单元热导的一个主要因素，并对其进行了理论分析，给出减小气体热导的方法及这些方法在双层及单层结构中应用的可行性。     

测辐射热计列阵实现非制冷红外摄像

介绍了非制冷测辐射热计红外焦平面列阵器件的原理、设计、工艺、性能和应用。     

高温超导红外测辐射热计

根据超导测辐射热计的理论，以YBCO为材料，制备的高温超导薄膜型红外测辐射热计，黑体响应度Rv＞104V／W，D*＞1010cmHz1／2W－1，NEP≈10－14WHz-1／2。测量和分析了器件的频率响应、噪声特性和其对1～15μm波段及118．8μm，337μm，570．5μm，699μm，1009．4μm等波长的光谱响应。测量结果表明，高温超导红外测辐射热计对整个红外波谱都有响应，但其性能在远红外波段衰减很厉害，因此，对器件的表面处理应是提高其长波性能的一个关键。     

响应率可调的微测辐射热计

美国明尼苏达大学的研究人员制成一种具有可调热导率的微测辐射热计,可用以监测如放能那样的高温过程。这种探测器本身是一块多晶硅薄膜,安装在下面有散热基片的支承梁上。薄膜可通过静电向底片靠近,最终与基片接触。当红外信号为低电平时,薄膜     

非制冷红外微测辐射热计有限元模型的构建

根据微加工条件能够制造的单层和双层结构的非制冷红外微测辐射热计的尺寸,进行了有限元建模与分析,寻找出在可接受的性能与成本之间折衷的设计方案,指出气体热导是影响探测单元热导的一个主要因素,并对其进行了理论分析,给出减小气体热导的方法及这些方法在双层及单层结构中应用的可行性。     

微测辐射热计阵列结构的制备

为了研究和优化二氧化钒（VO2）微测辐射热计的制备工艺,采用微电子机械系统（MEMS）体硅工艺制备了VO2微测辐射热计,经过研究和改进制备工艺,制得的微测辐射热计结构稳定,成品率高;经测试及计算,其响应率可达34.3kV/W,探测率为1.2×10^8cm.Hz1/2/W,响应时间约为65.3ms。此器件性能达到国内外同类器件水平。     

微测辐射热计器件工艺开发和特性评估

依托半导体生产线开发了基于MEMS微桥结构的微测辐射热计(micro-bolometer)器件,其中,使用化学气相沉积(CVD)技术开发了非晶硅(α-Si)薄膜工艺,并将其用作微测辐射热计器件的敏感层材料,该材料在1 000?厚度下的膜厚均匀性可以控制在2%以内(1-sigma,within wafer),电阻均匀性可以控制在2%以内(1-sigma,within wafer),其室温下的电阻温度系数(TCR)可以达到-2.5%左右;采用先刻沟槽工艺技术开发了MEMS微桥结构的接触模块,以无支撑柱结构实现了其支撑和电连接结构;使用Ti/TiN薄金属薄膜作为电极层,并利用电极层图形实现该敏感层电阻器件的电连接和图形定义;开发了高性能敏感层电阻工艺技术,实现了对敏感层材料工艺损失和电极层侧面腐蚀的良好工艺控制。在完成微测辐射热计器件工艺开发后,对其进行了器件级测试和评估,结果表明：该器件室温电阻值在250 kΩ左右,且具有优异的欧姆接触特性;室温下器件级TCR在-2%左右,略低于非晶硅薄膜材料TCR的测试值;同时,对该器件进行的升温和降温测试结果表明,文中开发的敏感层材料没有滞回效应。最后...     

非制冷红外微测辐射热计有限元模型的构建

根据微加工条件能够制造的单层和双层结构的非制冷红外微测辐射热计的尺寸,进行了有限元建模与分析,寻找出在可接受的性能与成本之间折衷的设计方案,指出气体热导是影响探测单元热导的一个主要因素,并对其进行了理论分析,给出减小气体热导的方法及这些方法在双层及单层结构中应用的可行性.     

射频磁控溅射氧化钒薄膜的结构与性能研究

以非制冷微测辐射热计型红外探测器应用为需求背景,采用射频磁控溅射技术在300℃低温条件下制备了氧化钒薄膜.采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、能量色散谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)技术表征了薄膜的结晶状态、微观结构与化学组成.采用四探针技术研究了薄膜的电学性能.结果表明该薄膜主要为非晶态的二氧化钒( VO2),并具有光滑的表面形貌.这种非晶VO2薄膜在22～100℃温度范围内不存在半导体-金属相变.100 nm厚的非晶VO2薄膜室温下的面电阻为600 kΩ/,同时表现出-2.1％/℃的较高电阻温度系数(TCR),这表明该薄膜有希望用于非制冷微测辐射热计型红外探测器.     

测辐射热计型太赫兹波探测器

美国专利US7557349 (2009年7月7日授权)本发明提供一种采用微桥结构的测辐射热计型太赫兹波探测器。该探测器的微桥结构中有一个包含一层     

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     

微测辐射热计焦平面阵列CMOS读出技术研究

非致冷微测辐射热计探测器以其低价格，高可靠性和高性能能成为热像仪的首选。制作在硅衬底中的读出电路的设计直接影响到整个系统的性能。按读出方式来分，测辐射热计集成读出电路（ROIC）可分为顺序存取读出电路和随机存取读出电路，本文介绍了测辐射热计读出电路的设计原理。分别对两种读出方式作了分析，重点研究了顺序存取读出电路中的移位寄存器，提出了解决延迟的切实可行的方案。     

非制冷微测辐射热计支撑层厚度比研究

根据实验室设计的单层微测辐射热计所采用的Si3N4和SiO2双层膜复合支撑结构工艺,分别利用力学的等效截面方法和复合材料热导公式,从理论上推导了微桥桥腿正应力和热导的解析表达式.分析在其它因素不变的情况下,仅调整Si3N4和SiO2两者厚度比值(m)对微测辐射热计力学和热学性质的影响,并用ANSYS有限元仿真的方法验证了理论推导.     

非致冷测辐射热计的研制方案

介绍一种基于氧化钒（ＶＯｘ）测辐射热计探测器的红外焦平面阵列（ＩＲＦＲＡ）,叙述了它的材料、制作方法、探测器列阵、真空封装和器件性能等有关问题,并与其它与非致冷热电焦平面阵列进行了比较。氧化钒（ＶＯｘ）测辐射热计ＩＲＦＰＡ可构成高质量的红外热像仪,非常适合于军事和民品的广泛应用,在下一个十年这项技术有望发展成为一种新的产业。     

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。