在制备热释电薄膜红外探测器的过程中存在的问题是:
1、如何使薄膜制备工艺和半导体工艺兼容,以期制备高性能的单片式非制冷红外焦平面器件;
2、如何设计探测器结构,使探测器有较大的响应特性,采用复合热释电薄膜可以同时很好地解决这两个问题。复合热释电薄膜的结构如下图所示:
在这种结构中,绝热膜采用多孔SiO2薄膜,它具有孔率高、热导率小等特点,可以很好地解决热散失问题,从而可以大幅度地提高探测器的响应特性。也就是说,复合薄膜结构从解决热散失方面,较好地解决了前面提到的第2个问题。利用致密的SiO2薄膜作为缓冲层,称为过渡膜,它的主要作用是为制备热释电薄膜提供平整的基底。
在此结构中:多孔SiO2绝热薄膜、致密SiO2过渡薄膜均采用传统的溶胶-凝胶工艺制备;热释电薄膜采用MOD方法制备;上、下 电极以及吸收层的制备均采用直流溅射获得。这些制备工艺完全与传统的半导体工艺兼容,解决了薄膜制备工艺和半导体工艺的兼容性问题。进一步,采用合理的工艺和工序,就可以制备单片式符合热释电薄膜焦平面红外探测器。