PZT陶瓷紅外探測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用價值的多功能材料。在非制冷的高性能熱釋電紅外探測器應用方面，基于PZT陶瓷材料制備的紅外探測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器件制備工藝不能與當今成熟的Si集成工藝相結合，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器是近年來國內外研究的熱點和重點。
　　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單元的制備工藝研究，其

2、主要內容和成果如下：
　　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試和對比，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，解決了金黑對基片的附著力問題。同時通過對熏蒸前后金黑吸收性能的測試和對比發(fā)現(xiàn)，502熏蒸對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雙層結構厚膜形式作為熱絕緣層的可行性。其中，PI解決了PVDF對Si襯底的低附著力問題，PVDF解決了PI表面的不平整性和膜