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复合热释电薄膜红外探测器的研究

吴小清  任巍  姚熹  
【摘要】: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 SiO_2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 SiO_2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9.3×10~7cm·Hz~(1/2)/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。

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