室温红外探测用VOx薄膜的工艺研究

用反应溅射法制备了VOx薄膜.利用XPS分析技术,研究了薄膜组分与氧分压、基片材料、沉积厚度等工艺条件的关系.结果表明本工艺得到V2O5、VO2、V2O3复相膜,氧气流量大和较厚薄膜容易获得高价态V,衬底表面吸附氧会改变薄膜组分,V2O5、VO2含量高的薄膜电阻温度系数相对较高,V2O3不利于红外探测.     

用于动态红外景物模拟器的超薄氮化钛薄膜

针对动态红外景物模拟器的应用要求,用磁过滤电弧离子镀方法制备了超薄氮化钛薄膜。制备的薄膜厚度介于7. 5nm 至75nm。重点研究了薄膜的微观结构、电阻温度系数、电阻温度稳定性、薄膜的微加工等性质。实验结果表明,氮化钛薄膜是一种良好的辐射电阻材料。     

非晶硅薄膜的红外热敏特性

用PECVD技术制备了不同掺磷比的非晶硅薄膜,然后退火改性. 红外透射光谱揭示了薄膜内部的键合模式随生长工艺条件变化的规律;测量和分析了非晶硅红外热吸收及电阻温度系数与薄膜结构之间的关系. 综合考虑非晶硅电阻率和电阻温度系数两个因素,采用掺杂比0.025,退火温度600℃的薄膜样品进一步研究.     

非晶硅薄膜的红外热敏特性

用PECVD技术制备了不同掺磷比的非晶硅薄膜,然后退火改性.红外透射光谱揭示了薄膜内部的键合模式随生长工艺条件变化的规律;测量和分析了非晶硅红外热吸收及电阻温度系数与薄膜结构之间的关系.综合考虑非晶硅电阻率和电阻温度系数两个因素,采用掺杂比0.025,退火温度600℃的薄膜样品进一步研究.     

锰钴镍氧薄膜热敏型多元红外探测器研制

通过光刻和湿化学腐蚀工艺,成功制作出规格为2×8的多元锰钴镍氧薄膜红外探测器件.测试表明,室温下锰钴镍氧薄膜材料负电阻温度系数达-3.8%K-1.10 Hz调制频率和±15 V电压偏置条件下,线列器件典型探测元黑体响应率为107 V/W,探测率为2×107cmHz1/2/W,8元器件响应不均匀度为5.9%.实验结果表明锰钴镍氧薄膜焦平面器件制备的可行性,有可能作为新型室温全波段探测器件得到应用.     

非制冷红外微测辐射热计的研制

采用多晶硅薄膜材料作为热敏电阻材料，以普通的ＩＣ工艺及微机械加工技术研制成功了在室温下工作的红外微测辐射热计，其多晶硅电阻温度系数为－２％℃－１，探测率Ｄ＊达２×１０８ｃｍ·Ｈｚ１／２·Ｗ－１．     

调整VO2薄膜相变特性和TCR的制备及辐照方法

采用不同的真空还原时间、真空退火温度和衬底制备出了VO2薄膜,并对制备出的薄膜进行电子辐照.通过测试辐照前后的VO2薄膜相变电学性能及低温半导体相电阻温度系数(TCR),表明不同的制备工艺和不同注量的电子辐照可明显改变VO2薄膜相变过程中电学性能,提高薄膜的电阻温度系数.对影响VO2热致相变薄膜电学性能及电阻温度系数的因素进行了讨论.     

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.     

磁控溅射法制备氧化钒薄膜的研究

主要介绍了红外探测器的分类、发展,及基于氧化钒薄膜的热探测器的优势;采用直流磁控溅射法在相对较低温度220℃下制备出电阻温度系数(TCR)为-1.9%/℃的VOx薄膜.通过XRD、AFM、红外透过测试方法对薄膜的形貌、组分及其红外吸收性能进行分析,结果表明该VOx薄膜非常适合用作非制冷红外探测器热敏材料.与传统的工艺相比,由于该薄膜淀积过程无需高温退火,在后期的红外焦平面制作过程中,可以较好地保护红外焦平面阵列的CMOS电路.     

The TCR of Ni24.9Cr72.5Si2.6 thin films deposited by DC and RF magnetronsputtering

The temperature coefficient of resistance (abbreviated as TCR) of thin film resistors on some sensor chips,such as thermal converters,should be less than several ppm/℃.However,the TCR of reported thin films is larger than 5 ppm/℃.In this paper,Ni_24.9Cr_72.5Si_2.6 films are deposited on silicon dioxide film by DC and RF magnetron sputtering.Then as-deposited films are annealed at 450℃ under different durations in N₂ atmosphere. The sheet resistance of thin films with various thickness and annealing time are measured by the four probe resistivity test system at temperature of 20,50,100,150,and 200℃ and then the TCR of thin films are calculated. Experimental results show that the film with the TCR of only-0.86 ppm/℃ can be achieved by RF magnetron sputtering and appropriate annealing conditions.     

退火温度对Cr-Si压阻薄膜电性能的影响

采用射频磁控溅射法在氧化铝陶瓷基底上制备了Cr-Si-Ni-Ti压阻薄膜,研究了不同退火温度对薄膜电性能的影响.结果表明:在溅射态及退火温度低于600℃时,薄膜为非晶态.随着退火温度的升高,薄膜的电阻温度系数(TCR)逐渐增大,应变因子(GF)先增大后减小,室温电阻率(ρ)则逐渐降低.在退火温度为300℃时,Cr-Si...     

LCP柔性基板的薄膜电阻制作技术

针对液晶聚合物(LCP)柔性基板高频电子封装应用需求,采用一种薄膜溅射工艺直接在LCP柔性基板上制作TaN薄膜电阻,研究不同等离子体预处理方式对LCP表面形貌和LCP表面薄膜金属膜层附着强度的影响,进一步研究溅射气压和氮气体积分数等参数对电阻性能的影响,考察LCP柔性基板上的TaN薄膜电阻精度及电阻温度系数(TCR),并制备出50Ω的薄膜电阻。结果表明:当射频功率为300 W的氧等离子体预处理600 s时,LCP表面的面粗糙度低,LCP基板表面薄膜金属膜层附着强度高,其值>5.0 N/mm²;当溅射功率为400 W、氮气体积分数为3%、溅射气压为0.2 Pa时,制备的TaN薄膜电阻的阻值精度高,阻值精度≤±4%,TCR电阻稳定性能好。     

热处理对TaN薄膜电性能的影响

采用直流磁控溅射法在Al2O3陶瓷基片上制备了TaN薄膜,研究了热处理温度和时间对TaN薄膜的方阻(R□)及电阻温度系数(TCR)的影响。研究发现,在热处理时间为2h的条件下,热处理温度在200℃到600℃变化时,R□从12?/□增加到24?/□,TCR从15×10-6/℃下降到-80×10-6/℃;在热处理温度为300℃的条件下,热处理时间对R□及TCR影响较小,随着热处理时间的增长,R□及TCR略有变化。     

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。     

Highly Sensitive Temperature Sensor: Ligand‐Treated Ag Nanocrystal Thin Films on PDMS with Thermal Expansion Strategy

Highly sensitive temperature sensors are designed by exploiting the interparticle distance–dependent transport mechanism in nanocrystal (NC) thin films based on a thermal expansion strategy. The effect of ligands on the electronic, thermal, mechanical, and charge transport properties of silver (Ag) NC thin films on thermal expandable substrates of poly(dimethylsiloxane) (PDMS) is investigated. While inorganic ligand‐treated Ag NC thin films exhibit a low temperature coefficient of resistance (TCR), organic ligand‐treated films exhibit extremely high TCR up to 0.5 K^?1, which is the highest TCR exhibited among nanomaterial‐based temperature sensors to the best of the authors' knowledge. Structural and electronic characterizations, as well as finite element method simulation and transport modeling are conducted to determine the origin of this behavior. Finally, an all‐solution based fabrication process is established to build Ag NC‐based sensors and electrodes on PDMS to demonstrate their suitability as low‐cost, high‐performance attachable temperature sensors.     

锰铜薄膜超高压力传感器研究

锰铜计是一种特种传感器,主要用于测量冲击波产生的超高压力。其量程上限可达50GPa,是现有传感器中最高的。为满足国防工程的特殊需要,须进一步提高传感器的量程上限及缩短传感器的响应时间。笔者通过传感器的结构设计、敏感材料和封装材料的研制以及采用新的传感器制备工艺,制作了一种新型的薄膜化的锰铜传感器,所得到的主要结论及创新性的结果可归纳如下:     

射频磁控溅射氧化钒薄膜的结构与性能研究(英文)

以非制冷微测辐射热计型红外探测器应用为需求背景,采用射频磁控溅射技术在300℃低温条件下制备了氧化钒薄膜。采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、能量色散谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)技术表征了薄膜的结晶状态、微观结构与化学组成。采用四探针技术研究了薄膜的电学性能。结果表明该薄膜主要为非晶态的二氧化钒(VO2),并具有光滑的表面形貌。这种非晶VO2薄膜在22～100℃温度范围内不存在半导体-金属相变。100 nm厚的非晶VO2薄膜室温下的面电阻为600 kΩ/□,同时表现出-2.1%/℃的较高电阻温度系数(TCR),这表明该薄膜有希望用于非制冷微测辐射热计型红外探测器。     

目标红外辐射控制技术研究

目标的红外辐射强度是由目标表面温度和目标表面发射率两个因素决定的。本文介绍了电致变发射率和半导体电致变温的基本原理和器件结构，具体分析了晶态氧化钨薄膜、聚苯胺薄膜和半导体等作为电致变发射率材料的特点，提出了一种目标红外辐射控制系统原理，为实现目标红外辐射与背景红外辐射的融合、降低目标的可检测性理清了思路。