基于BST薄膜的非制冷紅外單元探測(cè)器研究.pdf

1、非制冷紅外探測(cè)器在最近二十年中被進(jìn)行了廣泛的研究。目前，隨著熱敏感薄膜材料制備技術(shù)以及微加工技術(shù)的進(jìn)步，非制冷紅外探測(cè)器的性能不斷提高，在民用和軍用市場(chǎng)都具有良好的應(yīng)用前景，在國(guó)內(nèi)外均是研究熱點(diǎn)之一。影響非制冷紅外探測(cè)器件性能的因素除了熱敏感材料的性能外，還包括器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。良好的探測(cè)器結(jié)構(gòu)可以減少敏感元與周圍環(huán)境的熱交換作用，有效提高探測(cè)器的探測(cè)率與靈敏度，獲得優(yōu)良的器件性能。本論文圍繞BST熱釋電薄膜非制冷紅外探測(cè)器展開了研究。

2、 為了利用各向異性濕法腐蝕技術(shù)得到紅外單元探測(cè)器中關(guān)鍵的微橋絕熱結(jié)構(gòu)，我們首先研究了四甲基氫氧化胺(TMAH)溶液對(duì)(100)晶面Si基片的各向異性腐蝕特性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了溶液溫度、溶液濃度以及添加劑的量這三個(gè)條件對(duì)腐蝕結(jié)果的影響，獲得了在不同條件下溶液對(duì)硅基片的腐蝕速率和腐蝕表面的粗糙度。 進(jìn)行了紅外單元探測(cè)器的制作，包括敏感單元薄膜的沉積、圖形化電極的制作和硅微橋的加工。采用射頻濺射制備了具有自緩沖層的Ba0.65Sr

3、0.35TiO3熱釋電薄膜，用剝離法制作了上電極圖形并低溫直流濺射沉積NiCr薄膜作為上電極材料，采用動(dòng)態(tài)法熱釋電系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)得到的BST薄膜的熱釋電系數(shù)可以達(dá)到1.2×10-6Ccm-2K-1。在制作硅微橋時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)微橋厚度的控制，論文中設(shè)計(jì)了雙面光刻制作腐蝕圖形，并按一定順序?qū)?、反兩面進(jìn)行腐蝕的方法，在腐蝕過(guò)程中利用自行設(shè)計(jì)的夾具，配合保護(hù)膠對(duì)基片正面進(jìn)行密封，以避免腐蝕溶液對(duì)單元的破壞。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了硅微橋制作的最佳腐蝕條