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非制冷焦平面红外探测器(UFPA)微桥结构的使用,大大降低了探测器热量的损耗,从而提高了探测器的响应度。由于氮化硅薄膜具有低热导、低比热及良好的机械性能,可作为非制冷焦平面红外探测器微桥结构的支撑层。氮化硅薄膜性能的好坏直接影响着微桥工艺的进展。
本论文采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),分别在二氧化硅衬底(SiO2/Si(100))、聚酰亚胺衬底(Polymide)上制备了氮化硅薄膜,并用多种测试手段对薄膜的表面形貌、应力大小、微结构、均匀性和耐温性能等进行表征。通过大量的实验,基本掌握了PECVD法生长氮化硅薄膜的各工艺参数对氮化硅薄膜性能的影响规律,获得了较多的实验数据,积累了一定的实践经验。由于微桥结构工艺的复杂性,针对微桥结构对制作工艺的实际要求,论文还研究了牺牲层聚酰亚胺和支撑层氮化硅间的工艺兼容性问题,取得了一定的成果。通过工艺的优化,现已经能够生长出优质的、在聚酰亚胺衬底上能承受560℃高温的氮化硅薄膜,基本满足微桥结构支撑层对氮化硅薄膜的性能要求。