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双层结构红外焦平面阵列的设计与制备

彭自求  
【摘要】:微测辐射热计型非制冷红外探测器由于其便携性好、成本低和卓越的性能等优点,近年来成为红外探测器研究中的热点。然而,传统单牺牲层器件填充率的提高和器件的热学性能的提升有所冲突,影响了器件性能的提升。双牺牲层微测辐射热计是一种改进型结构,它可以改善这种冲突,更好地实现器件小型化大阵列器件的需要。 本文针对双牺牲层微测辐射热计进行研究,通过Intellisuite软件对双牺牲层红外焦平面阵列进行了设计及力学仿真。确定了器件制备工艺流程,并绘制了工艺过程中各项版图。分析了不同结构、不同工艺参数对器件力学性能的影响,分别就“伞”状结构、“奇点”和改进型“伞”状结构的引入,桥面厚度、桥腿宽度和薄膜残余应力的改变进行了仿真。 论文探索了牺牲层的制备工艺,得到了一个较优的工艺参数,包括聚酰亚胺厚度、亚胺化条件和释放工艺。制备了结构简化的双牺牲层支撑结构阵列,该结构简化了其它材料而仅仅包含了氮化硅的支撑。制备了结构完整的单牺牲层和双牺牲层红外焦平面阵列。 对制备完成的器件进行了划片测试,对器件释放前进行了形貌观察和平整度测试。在牺牲层释放后,对比了不同电极结构的器件的形变,对比了单牺牲层和双牺牲层器件形貌,对比了不同第二层牺牲层支撑结构器件的形貌。


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