用于氣體傳感的紅外探測器材料與器件制備.pdf

1、近年來,基于微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-electro-Mechanical Systems:MEMS)技術(shù)的非致冷紅外氣體探測器成為傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。它在監(jiān)測特定氣體如可燃性氣體和有毒氣體等領(lǐng)域有著極大的發(fā)展?jié)摿?。非致冷紅外氣體探測器具有響應(yīng)時(shí)間短、制備成本低、低功耗、與CMOS工藝兼容等特點(diǎn)。器件采用懸浮微橋結(jié)構(gòu)具有良好的熱絕緣效果,無需致冷的特點(diǎn)提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　本論文選擇二氧化釩(VO2)與氮化鈦(TiN)作為紅外氣

2、體探測器的熱敏層材料和吸收層材料,對器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究與制備,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)論文首先利用反應(yīng)磁控濺射法制備 VO2薄膜,介紹了制備的原理和工藝流程并且確定了能夠滿足非致冷紅外氣體探測器性能要求的二氧化釩薄膜的工藝參數(shù)并介紹了X射線衍射(XRD)和原子力顯微鏡(AFM)對VO2的測試和數(shù)據(jù)分析。通過傅立葉紅外光譜儀(FTIR)測試 VO2在紅外波段的反射譜,結(jié)合傳輸矩陣用光學(xué)擬合的方式計(jì)算出VO2的介電常數(shù)。

3、
　　(2)通過反應(yīng)磁控濺射法制備TiN薄膜,改變氮?dú)馀c氬氣的比例來研究不同條件下制備的TiN薄膜的電學(xué)性能和光學(xué)性能的變化規(guī)律,并且通過測試得到的紅外反射譜擬合計(jì)算出不同條件下制備的TiN的介電常數(shù)及變化規(guī)律。
　　(3)本論文接著設(shè)計(jì)了基于TiN/VO2/TiN組成的三層膜系結(jié)構(gòu),并且通過tfcalc軟件仿真了該膜系在紅外波段的吸收特性,通過實(shí)驗(yàn)制備將測試結(jié)果與仿真結(jié)果對比,得到了較好的一致性。
　　(4)將 VO