适用于非制冷焦平面探测器的氧化钒薄膜制备研究

氧化钒薄膜由于其具有高电阻温度系数(TCR),近年来被广泛应用于非制冷红外探测器.利用离子束增强沉积法,通过精确控制溅射电压、退火温度优化了氧化钒的制备工艺,制备出的氧化钒薄膜电阻为40kΩ、TCR为-2.5%K-1,满足非制冷焦平面探测器氧化钒薄膜的应用的要求.     

一种高性能氧化钒热敏薄膜的制备和应用

报道一种制备高性能氧化钒热敏薄膜的方法和其应用。采用反应磁控溅射薄膜沉积技术，通过改变氧化钒热敏薄膜沉积时溅射功率，从而调整钒原子在溅射出来之后接触到基片表面时的沉积速率，同时通过对设备进行改造升级，即在钒溅射腔腔外增加一个控制电源来精确控制溅射电压及氧气分压等参数来精确控制反应过程中电流密度，优化了氧化钒薄膜的制备工艺，制备出方块电阻为500 kΩ/□，电阻温度系数（TCR）为?2.7% K?1的氧化钒薄膜。实验测试结果表明，利用高性能氧化钒热敏薄膜制作的非制冷红外焦平面探测器，其噪声等效温差（NETD）降低30%，噪声降低28%，显著提升了非制冷焦平面探测器的综合性能。     

高TCR氧化钒薄膜研究进展

氧化钒薄膜的高电阻温度系数(TCR)是制作高灵敏度非制冷红外探测器的一个极其重要的参量.探测器的响应率与TCR紧密相关.高TCR将提升红外探测器的探测性能.鉴于氧化钒薄膜TCR的重要性,综述了近几年国内外研究中制备高TCR氧化钒薄膜的新技术并分类归纳:包括离子束增强沉积(IBED)法,反应脉冲激光沉积技术等.由于氧化钒薄膜具有VO2、VO5等多种价态结构,不同的制备条件和方法所生成的氧化钒薄膜TCR大小也不同,因此,分析了相关技术方法的优缺点,并对高TCR进行了一定的理论解释.     

非致冷红外探测器用氧化钒多晶薄膜的制备

采用离子束溅射镀膜和氧化工艺在Si(110)和石英衬底上制备了用于非致冷红外探测器阵列热敏材料的混合相氧化钒多晶薄膜．扫描电子显微镜(SEM)照片显示：薄膜表面呈针状晶粒状,而且薄膜表面光滑、致密,均匀性好．测试结果表明：氧化钒薄膜的方块电阻和电阻温度系数(TCR)在20℃分别为50KΩ和-0.021K^-1。     

氧化钒薄膜电阻伏安特性分析

对氧化钒薄膜电阻的伏安特性进行了仿真分析,结合实测氧化钒薄膜Ⅰ-Ⅴ曲线,指出在器件的应用当中,首先应避免氧化钒薄膜电阻发生相变;在此基础上,对氧化钒薄膜电阻加恒流偏置时,存在端电压过低的问题;指出应该采用脉冲电流为氧化钒薄膜电阻提供偏置,这样既可以提高其端电压,以驱动下一级读出电路,又可以避免氧化钒薄膜电阻发生相变.     

热处理时间对氧化钒薄膜相变性能的影响

采用直流磁控溅射的方法在普通玻璃上制备了低价的氧化钒薄膜,在氧气和氩气混合气氛中,对所制备的薄膜进行不同时间的热处理,得到具有相变特性的VO2薄膜。分别利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)分析了薄膜的组分、结晶结构和表面形貌,利用四探针法测试了薄膜的电阻。结果表明:热处理前的氧化钒薄膜主要成分为V2O3,经过热氧化处理后,低价的氧化钒被氧化,薄膜中VO2含量增加,薄膜发生金属-半导体相变,其中450℃、2h为最佳处理参数,其电阻相变幅度超过2个数量级,薄膜的相变温度仅为30℃。     

氧化钒热敏薄膜的制备及其性质的研究

报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法.采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5).对不同温度退火后氧化钒薄膜在10～100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数(TCR)值为(-1～-4)%K-1.研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料.     

氧化钒热敏薄膜的制备及其性质的研究

报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法。采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5)。对不同温度退火后氧化钒薄膜在10－100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数（TCR）值为（－1～－4）％K^-1。研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料。     

氧化钒薄膜光伏效应机理分析

氧化钒薄膜是非致冷红外焦平面探测器的重要组成部分,光电特性一直是国内外的研究热点.用反应磁控溅射方法在K9玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜,并在特定条件下对其进行了退火处理.结果发现,在300℃下退火180 s的氧化钒薄膜在可见光照射情况下呈现出了光伏效应,这说明光生载流子在氧化钒薄膜表层形成后得到了有效分离.该光伏特性为氧...     

氧化钒热敏薄膜非致冷红外探测器的等效模型

建立了氧化钒热敏薄膜微测辐射热计的PSPICE模型，结合一个具体的CMOS读出电路给出探测器的等效电路模型，分析了探测器的电学和噪声特性，根据等效模型基于微测辐射热计电阻RD和读出电路MOS沟道宽度形两个设计参数对噪声等效温差（NETD）进行了优化，优化数据表明，折中选取参数RD和W对探测器性能有重要的意义。