多孔硅基MEMS非制冷紅外探測器微結構與工藝研究.pdf

1、本論文基于MEMS非制冷紅外探測器,詳述了非制冷紅外微測輻射熱計的原理、關鍵參數(shù)及研究現(xiàn)狀,對器件結構及熱敏材料進行了研究。提出了一套基于多孔硅(PS)技術的非制冷紅外微測輻射熱計工藝流程,進行了器件的工藝流程設計,研究了絕熱結構對器件性能的影響,并進行熱學和力學分析;對MEMS工藝中關鍵問題進行分析討論,通過工藝改進、優(yōu)化探測器制備工藝及測輻射熱計支撐結構的設計,進行工藝流程的調(diào)整。
　　 提出多孔硅作為微測輻射熱計絕熱層的新

2、思路,在微熱敏系統(tǒng)中采用多孔硅作為絕熱層可以獲得快速的溫度變化響應和低的熱損耗,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本文對多孔硅的制備方法、孔隙率、厚度、硅片類型及微觀結構與性能的關系進行詳細研究,并進行了相應的計算機模擬;介紹了多孔硅材料納米力學及熱學測試的一些基本方法;利用顯微拉曼光譜法研究了多孔硅絕熱層材料的微觀結構與其絕熱性能的關系;利用納米壓痕儀測量其硬度和楊氏模量,得到多孔硅力學性能與微觀結構的關系。
　　 利用直流對靶反應

3、磁控濺射法制備氧化釩薄膜(Vox),研究了基底條件對氧化釩薄膜微觀結構、納米力學性能及電阻溫度性能的影響;對于Vox/PS/Si結構進行了制備和性能測試,研究了多孔硅基底的表面微結構對Vox薄膜的微觀結構及生長過程的影響,同時進行了Vox/PS/Si薄膜結構的納米力學性能測試,并對其電阻溫度性能進行了研究。
　　 對于非制冷紅外微測輻射熱計結構進行了ANSYS結構設計及Intellisuite工藝模擬。實驗通過對非制冷紅外微測輻