【摘 要】
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论文系统地研究了钛酸锶钡((Ba1-xSrx)TiO3,BST)铁电薄膜热释电非致冷红外探测器阵列的结构设计、版图设计与制备工艺,测试了阵列中各单元的介电性能和铁电性能。主要研究内
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论文系统地研究了钛酸锶钡((Ba1-xSrx)TiO3,BST)铁电薄膜热释电非致冷红外探测器阵列的结构设计、版图设计与制备工艺,测试了阵列中各单元的介电性能和铁电性能。主要研究内容概括如下：
(1)利用L-edit软件设计并绘制了尺寸为300×300μm2的单元、8元、16元线列和尺寸为600×600μm2的8元阵列探测器掩膜版版图,阵列像元的下电极串联、上电极独立。
(2)结合BST铁电薄膜热释电非致冷红外探测器阵列的版图设计,对电极和薄膜的微图形光刻工艺和刻蚀工艺进行了研究。采用剥离技术制备Pt图形,在Si基片上旋涂剥离胶,制备Pt电极的光刻图形,用溅射法在剥离胶上制备Pt电极,再用专门的剥离液去掉光刻胶和胶上的Pt,得到所需要的Pt电极。金相显微镜观测结果表明:Pt电极表面平整,边缘整齐,线条清晰良好。采用刻蚀技术制作BST薄膜的微图形,具体制备方法为：在制备好的Pt电极上用改进的Sol-Gel法制备1μm厚的BST薄膜,并采用传统的光刻工艺制备BST薄膜的光刻图形,用新的刻蚀液配方实现了对BST薄膜快速、成功地刻蚀。结果表明:BST薄膜边缘轮廓清晰,表面平整洁净,周围无腐蚀残留物。
(3)测试了BST20铁电薄膜热释电非致冷红外探测器阵列中各单元的介电性能、铁电性能。BST20铁电薄膜热释电非致冷红外探测器阵列的单元在外加电压为25V时,剩余极化强度2Pr为1.07μC·cm-2,矫顽场Ec为65kV·cm-1;室温下当测试频率为100kHz时,BST20薄膜热释电非致冷红外探测器阵列敏感元的介电常数为322;介电损耗为0.04;电阻率为2x1010Ω·cm。测试结果表明BST薄膜电性能优良,有望在热释电非致冷红外探测器阵列中获得实际应用。
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