电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 610054
非制冷红外焦平面阵列的微桥结构在微加工工艺中，由于温度的剧烈变化，在薄膜中产生热应力而引起微桥的变形，将对器件产生不利影响。利用有限元分析方法，对微桥在热应力作用下产生的变形进行了分析，提出了两种控制热应变的途径：1)选择一种低热膨胀系数、低杨氏模量的电极材料；2)在电极材料的表面沉积一层SiNx薄膜。仿真结果表明，两种途径使微桥的最大形变值从1.4740 μm分别减小到0.4799 μm和0.0704 μm，达到了减小热应变的目的。
薄膜 非制冷红外焦平面阵列 热应力 有限元分析 微桥结构 形变
根据实验室设计的单层微测辐射热计所采用的Si3N4和SiO2双层膜复合支撑结构工艺，分别利用力学的等效截面方法和复合材料热导公式，从理论上推导了微桥桥腿正应力和热导的解析表达式.分析在其它因素不变的情况下，仅调整Si3N4和SiO2两者厚度比值(m)对微测辐射热计力学和热学性质的影响,并用ANSYS有限元仿真的方法验证了理论推导.
非制冷红外成像 支撑层 微测辐射热计 微桥结构 厚度比 uncooled infrared imaging support membranes microbolometer microbridge structure thickness ratio
1 华中科技大学激光国家重点实验室,湖北,武汉,430074
2 华中科技大学光电子工程系,湖北,武汉,430074
采用新工艺在氮化硅衬底上制备了室温时电阻温度系数为-0.021K-1的氧化钒薄膜,以此为基础,利用光刻和反应离子刻蚀工艺在硅衬底上制作了128元氧化钒红外探测器.为了降低探测器敏感元与衬底间的热导,设计制作了自支撑的微桥结构阵列.测试结果显示探测器的响应率和探测率在8～12μm的长波红外波段处分别达到104V/W和2×108cmHz1/2W-1.
红外探测器 微桥结构 微桥阵列 非致冷 氧化钒薄膜 IR detectors microbridge structure microbridge arrays uncooled vanadium oxides thin film
