[發(fā)明專利]一種氧化釩復(fù)合薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110236706.4
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102419212A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許向東;何瓊;蔣亞東;敖天宏;楊卓;溫粵江;黃龍;樊泰君
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20
• 代理公司: 成都華典專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于非制冷太赫茲探測器、或非制冷紅外探測器的氧化釩復(fù)合薄膜及其制備方法。?

背景技術(shù)

太赫茲是指波長范圍為30~3000um的電磁波，具有瞬態(tài)性、寬帶性、低能性和相干性等獨(dú)特性質(zhì)。太赫茲在天文、醫(yī)學(xué)、國防和安檢等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。其中，太赫茲非制冷（室溫）探測是太赫茲應(yīng)用的重要方面（參見Linda?Marchese,?Martin?Bolduc,?Bruno?Tremblay,?Michel?Doucet,?Hassane?Oulachgar,?Lo?c?Le?Noc,?Fraser?Williamson,?Christine?Alain,?Hubert?Jerominek,?Alain?Bergeron,?“A?microbolometer-based?THz?imager”,?Proc.?SPIE,?7671,?76710Z-8?(2010)?文獻(xiàn)）。太赫茲的室溫探測過程，主要是通過懸浮的微測輻射熱計(jì)來完成，所以，懸浮的微測輻射熱計(jì)微橋是影響探測器制造成敗及性能高低的關(guān)鍵性因素。微測輻射熱計(jì)對構(gòu)造其懸浮微橋的薄膜材料，尤其是器件核心的熱敏電阻材料有特殊的要求，體現(xiàn)在：相關(guān)材料應(yīng)具有合適的電學(xué)、光學(xué)等性能。?

有多種材料可以用作微測輻射熱計(jì)的熱敏材料。其中，氧化釩薄膜具有非常優(yōu)良的電學(xué)性能及光學(xué)性能，而且材料的集成度高，是最常用的高性能非制冷探測器熱敏電阻材料。1994年2月15日授權(quán)的Honeywll公司的Barrett?E.?Cole等人申報(bào)的美國專利USP?5286976，以及文獻(xiàn)H.?Jerominek,?F.?Picard,?et?al.,?“Micromachined?uncooled?VO₂-based?IR?bolometer?arrays”,?Proc.?SPIE,?2746,?60-71?(1996)，分別描述了基于氧化釩熱敏電阻薄膜的紅外探測器結(jié)構(gòu)。然而，由于釩原子的電子結(jié)構(gòu)為3d³4s²，其中的4s及3d軌道皆可失去部分或者全部電子，所以，傳統(tǒng)的氧化釩薄膜的制備方法，例如磁控濺射、電子束蒸發(fā)、激光脈沖沉積等，含有其本身無法克服的缺點(diǎn)：即所制備的氧化釩薄膜中V元素的價(jià)態(tài)復(fù)雜、薄膜化學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差等。例如，采用磁控濺射制備氧化釩薄膜時(shí)，其中的V元素一般包括0、+2、+3、+4、+5等多種價(jià)態(tài)（參見Xiaomei?Wang，Xiangdong?Xu，et?al.，“Controlling?the?growth?of?VO_x?films?for?various?optoelectronic?applications”，Proceeding?of?the?2009?16thIEEE?International?Symposium?on?the?Physical?and?Failure?Analysis?of?Integrated?Circuits，IPFA，p?572-576（2009）文獻(xiàn)）。由于V元素的組成復(fù)雜，制備工藝的微小變化都會對氧化釩薄膜的化學(xué)組成產(chǎn)生較大影響，從而使薄膜的電學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能等發(fā)生明顯變化，進(jìn)而影響到器件的性能。所以，基于氧化釩薄膜的探測器的一個主要缺點(diǎn)是：氧化釩薄膜的制備工藝難度大，產(chǎn)品的重復(fù)性和穩(wěn)定性差。?