论文部分内容阅读
红外探测器作为红外探测整机系统的核心部件,有着广阔的应用前景,它已从最初的军事应用逐渐扩展到了包括工业测控,医疗检测,防火防灾等在内的更为广阔的民用领域。随着半导体工艺技术,材料,物理等基础学科的发展,一些新型的探测器被不断地开发出来。以形状或操作尺度微小为特点的微电子机械系统(MEMS)更为红外探测器的研究开辟了崭新的领域。
本论文基于微机械室温气动红外探测器的基本构想,它是MEMS技术与 Golay cell红外探测器的结合。有所不同的是高莱探测器利用固体吸收,而本探测器采用气体直接吸收。在先前工作的基础上,研究了利用双频PECVD制备低应力氮化硅薄膜的工艺方法,以提高器件的灵敏度。经过大量实验发现器件失效的原因——薄膜微蚀孔问题。通过改进工艺,有效地克服了这个困难,形成了一套重复性良好的器件制备工艺。研究了器件封装的方法,最终得到了性能良好的探测器元件。
本文系统地研究了器件的结构、制备工艺和封装测试。主要内容如下:
1.介绍了红外探测技术,MEMS技术,以及基于MEMS技术的各种红外探测器。
2.介绍了基于同一原理的两种不同结构的探测器,水平腔结构探测器和垂直腔结构探测器。
3.探测器工艺的摸索,重点研究了薄膜制备技术。对双频PECVD制备 SiNx薄膜和浓硼硅薄膜的微蚀孔问题有深入独到的研究。
4.对器件的封装进行了改进,研究了键合技术和胶粘合技术,解决了封装漏气问题,制备出静态性能良好的红外探测器。
5.以10.6微米波长的CO<,2>激光器发出的激光信号作为红外源对红外探测器进行了测试。以2.5mw的激光信号作为激励源时,探测器可以得到良好的响应波形。在600K的黑体信号测试下,探测器有很强的响应。
6.指出了目前探测器存在的一些问题和缺陷,并提出一些改进的方案。