[發明專利]一種太赫茲或紅外微測輻射熱計及其制作方法

有效

• 申請號: 201110248285.7
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102426060A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 許向東;楊卓;蔣亞東;何瓊;敖天宏;樊泰君;黃龍;溫粵江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20;B81C1/00;B32B9/00
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

1.一種太赫茲或紅外微測輻射熱計，包括微橋結構，其特征在于，該微橋結構為三層夾心結構：最底層為一層非晶氮化硅薄膜，作為微橋的支撐與絕緣材料；中間層為一層或者多層熱敏電阻材料和光吸收材料層；表層是一層非晶氮化硅薄膜，作為熱敏薄膜的鈍化層以及微橋應力的調控層；所述熱敏電阻材料和光吸收材料層為氧化釩-富勒烯兩元復合薄膜或氧化釩-富勒烯-碳納米管三元復合薄膜當中的一種，所述氧化釩-富勒烯兩元復合薄膜是由二維氧化釩與零維富勒烯兩種成分相復合而成，所述氧化釩-富勒烯-碳納米管三元復合薄膜是由兩維氧化釩和零維富勒烯以及一維碳納米管三種成分相復合而成。

2.一種太赫茲或紅外微測輻射熱計的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

①?清洗含有集成電路的單晶硅片襯底，利用反應器沉積一層非晶二氧化硅膜作為鈍化層，厚度為300~1500?nm；?

②?在二氧化硅鈍化層的表面，利用反應器沉積一層厚度為50~1000?nm的金屬鋁，作為微橋的反射層；

③?在反射層的表面光刻出懸浮微橋的橋墩圖形，刻蝕金屬鋁層至下面的二氧化硅鈍化層，形成微橋橋墩孔和金屬鋁孤島；

④?在上述金屬鋁孤島的表面，旋涂一層厚度為1~6?μm的光敏聚酰亞胺薄膜；

⑤?對聚酰亞胺薄膜進行光刻處理，形成聚酰亞胺薄膜孤島和懸浮微橋的橋墩孔，然后進行亞胺化處理；

⑥在聚酰亞胺薄膜孤島和橋墩孔的表面，利用反應器沉積一層非晶氮化硅膜，厚度為10~1500?nm，作為微橋的支撐與絕緣材料，然后，制備厚度為5~2000?nm的氧化釩－富勒烯兩元復合薄膜或氧化釩－富勒烯－碳納米管三元復合薄膜兩種復合薄膜當中的一種；

⑦利用反應器沉積一層厚度為10~1000?nm的金屬，圖形化，作為器件的電極；

⑧利用反應器，在金屬電極、以及氧化釩復合膜的表面，沉積覆蓋一層非晶氮化硅膜，厚度為10~1500?nm，作為電極和熱敏薄膜的鈍化層以及器件應力的調控層；

⑨在上述復合薄膜的表面光刻出懸浮微橋結構圖形，刻蝕該復合薄膜層至聚酰亞胺層，形成懸浮微橋的橋面、橋腿和橋墩圖形；

⑩采用氧等離子體去除橋面及橋腿圖形下方的聚酰亞胺薄膜，形成空腔，構成微測輻射熱計。

3.根據權利要求2所述的太赫茲或紅外微測輻射熱計的制備方法，其特征在于，氧化釩－富勒烯兩元復合薄膜的制備包括以下步驟：

①?清洗襯底，吹干后備用；

②?事先準備好零維富勒烯，備用；

③?氧化釩溶膠的制備：將氧化釩粉末與有機溶劑相混合，加熱反應，然后通過離心分離，除去不溶物，提取上清液靜置，再進行離心分離，如此反復，直至完全除去不溶物，獲得沒有沉淀的氧化釩有機溶膠，備用；

?④氧化釩與富勒烯的反應：把經過步驟②準備的富勒烯與經過步驟③制備的氧化釩溶膠相混合，超聲分散富勒烯，形成氧化釩與富勒烯相混合的新溶膠；

⑤?復合薄膜的制備：把步驟④制備的氧化釩與富勒烯相混合的新溶膠旋涂在清潔的襯底表面，經過退火處理，蒸發掉有機溶劑，形成氧化釩－富勒烯兩元復合薄膜；

⑥?冷卻至室溫后，從反應器中取出；

⑦?根據需要，依次重復氧化釩與富勒烯的混合反應、溶膠旋涂、和退火步驟，形成氧化釩－富勒烯兩元多層復合薄膜結構。

4.根據權利要求3所述的太赫茲或紅外微測輻射熱計的制備方法，其特征在于，氧化釩－富勒烯兩元復合薄膜中含有的氧化釩為非晶態、或微晶態、納米晶態，氧化釩的分子式表示為VO_x，其中，x滿足1≤x≤2.5。

5.根據權利要求3所述的太赫茲或紅外微測輻射熱計的制備方法，其特征在于，氧化釩－富勒烯兩元復合薄膜中含有的富勒烯為原始的滿足n≥20的全碳中空籠狀富勒烯分子C_n、富勒烯衍生物、已功能化的富勒烯、已功能化的富勒烯衍生物當中的一種或者幾種；富勒烯在氧化釩－富勒烯兩元復合薄膜中的重量含量為0.1~97wt.%。

6.根據權利要求3所述的太赫茲或紅外微測輻射熱計的制備方法，其特征在于，該氧化釩－富勒烯兩元復合薄膜的厚度為5~2000nm，復合薄膜的方阻為?~50MΩ/?500Ω/，復合薄膜的的電阻溫度系數為-0.5~-6.5%/K。