熱釋電紅外探測器陣列的設計、制備及電性能研究.pdf

1、本文系統(tǒng)的研究了BST薄膜紅外探測器陣列的版圖設計、制備工藝以及薄膜線列的電學性能。主要研究內容及實驗結果如下：
　　 利用L-edit軟件設計并繪制了四個8×8元陣列掩膜版版圖，分別為PVTi電極、BST薄膜、Ni/Cr吸收層和Au上電極。下電極Pt/Ti和上電極Au為8個1×8元線列，BST薄膜和Ni/Cr吸收層由8×8個單獨的單元組成。
　　 采用溶膠-凝膠法，制備出Ba0.80Sr0.20TiO3鐵電薄膜，并對其

2、微結構進行表征。測試結果表明：引入預燒的BT種子層后的BST薄膜在700℃退火60min的條件下，薄膜呈現多晶鈣鈦礦相，其晶粒生長均勻，薄膜表面光滑致密。
　　 研究了電極的光刻和剝離工藝。經過優(yōu)化工藝，得到的Pt/Ti底電極、Ni/Cr吸收層和Au上電極圖形完整、邊緣整齊、表面無殘留物。
　　 采用濕法化學刻蝕技術刻蝕BST薄膜。當刻蝕液體積比為V（HF：HNO3：H2O2：H2O）=1:20:50:20時，刻蝕后的B

3、ST薄膜圖形清晰，邊緣整齊，表面無化學殘留物，刻蝕速率為37nm/s，側蝕比為10:1?？涛g后的BST薄膜經600℃后退火30min可部分恢復薄膜因刻蝕而產生的結構損傷，薄膜致密度和表面光潔度提高。采用XPS分析技術對刻蝕前、刻蝕后和刻蝕后退火的BST薄膜表面成分進行分析，和刻蝕前相比，刻蝕后的Ba3d3/2、Ba3d5/2、Ti2P1/2、Ti2p3/2光電子峰往高結合能方向分別移動了0.5eV、0.6eV、0.3eV和0.5eV；S

4、r3d光電子峰往低結合能方向移動了0.9eV；O1s分裂成兩個峰。與刻蝕的薄膜相比，刻蝕后600℃再退火的薄膜相應光電子峰化學位移變化較小。刻蝕前、刻蝕后和刻蝕后退火的BST薄膜表面擬合的化學式分別為Ba0.80Sr0.20Ti0.84O2.52、Ba0.71Sr0.29Ti1.06O6.62和Ba0.79Sr0.21Ti1.02O3.07。
　　 利用標準半導體工藝制作出Ni/Cr/BST/Pt/Ti/SiO2/Si結構的8×

5、8元陣列。測試了1×8元線列的介電性能、鐵電性能和漏電流特性。室溫條件下，在測試頻率為100KHz時，1×8元BST薄膜線列的介電常數與介電損耗分別為464、0.0388；在外加電壓為3V，5V和7V時，1×8元BST薄膜線列的剩余極化2Pr分別為0.09μC/c㎡，0.21μC/c㎡，0.3μC/c㎡，矯頑場Ec分別為2.64KV/cm，4.46KV/cm，8.95KV/cm；當外電場為100KV/cm時，1×8元BST薄膜線列的漏電