在制備熱釋電薄膜紅外探測器的過程中存在的問題是:
1、如何使薄膜制備工藝和半導(dǎo)體工藝兼容,以期制備高性能的單片式非制冷紅外焦平面器件;
2、如何設(shè)計(jì)探測器結(jié)構(gòu),使探測器有較大的響應(yīng)特性,采用復(fù)合熱釋電薄膜可以同時(shí)很好地解決這兩個(gè)問題。復(fù)合熱釋電薄膜的結(jié)構(gòu)如下圖所示:
在這種結(jié)構(gòu)中,絕熱膜采用多孔SiO2薄膜,它具有孔率高、熱導(dǎo)率小等特點(diǎn),可以很好地解決熱散失問題,從而可以大幅度地提高探測器的響應(yīng)特性。也就是說,復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)從解決熱散失方面,較好地解決了前面提到的第2個(gè)問題。利用致密的SiO2薄膜作為緩沖層,稱為過渡膜,它的主要作用是為制備熱釋電薄膜提供平整的基底。
在此結(jié)構(gòu)中:多孔SiO2絕熱薄膜、致密SiO2過渡薄膜均采用傳統(tǒng)的溶膠-凝膠工藝制備;熱釋電薄膜采用MOD方法制備;上、下 電極以及吸收層的制備均采用直流濺射獲得。這些制備工藝完全與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝兼容,解決了薄膜制備工藝和半導(dǎo)體工藝的兼容性問題。進(jìn)一步,采用合理的工藝和工序,就可以制備單片式符合熱釋電薄膜焦平面紅外探測器。