PZT陶瓷紅外探測(cè)器混合集成工藝與性能研究.pdf

1、PZT陶瓷材料是一種具有重要應(yīng)用價(jià)值的多功能材料。在非制冷的高性能熱釋電紅外探測(cè)器應(yīng)用方面，基于PZT陶瓷材料制備的紅外探測(cè)器件具有巨大的潛力，表現(xiàn)出優(yōu)越的性能。然而，基于PZT陶瓷材料的紅外探測(cè)器件制備工藝不能與當(dāng)今成熟的Si集成工藝相結(jié)合，不利于批量生產(chǎn)。因此，在Si片上集成制備基于PZT陶瓷材料的熱釋電紅外探測(cè)器是近年來國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
　　本論文開展了紅外吸收層以及PZT陶瓷材料熱釋電紅外探測(cè)單元的制備工藝研究，其

2、主要內(nèi)容和成果如下：
　　1．系統(tǒng)研究了金黑紅外吸收層的制備工藝，對(duì)鉬舟規(guī)格、基片襯底、真空泵、蒸發(fā)電流、靶材距離、N2氣壓以及蒸發(fā)量等制備條件做了具體的分析和研究。對(duì)不同的N2氣壓、不同量的蒸發(fā)源下制備所得金黑的紅外吸收性能做了測(cè)試和對(duì)比，得出在不影響蒸發(fā)面積以及不顯著提高金黑熱容的情況下，3000pa N2氣壓，0.3gAu蒸發(fā)源的制備條件能使金黑的吸收性能較好，基本滿足熱釋電紅外探測(cè)單元紅外吸收層的需要。研究了502熏蒸的方

3、法，解決了金黑對(duì)基片的附著力問題。同時(shí)通過對(duì)熏蒸前后金黑吸收性能的測(cè)試和對(duì)比發(fā)現(xiàn)，502熏蒸對(duì)金黑的吸收性能幾乎不產(chǎn)生影響。
　　2.使用雙面拋光并且附有Cr/Au電極的PZT圓片作為探測(cè)器的敏感單元。通過先制備吸收層再制作敏感單元的方法，解決了金黑吸收層使PZT陶瓷片上下電極短路的問題。研究了PI與PVDF雙層結(jié)構(gòu)厚膜形式作為熱絕緣層的可行性。其中，PI解決了PVDF對(duì)Si襯底的低附著力問題，PVDF解決了PI表面的不平整性和膜