mems非制冷式热像仪设计大学毕业论文.doc

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1、目录中文摘要2英文摘要31引言41.1MEMS的发展历史41.2从元件到系统51.3微机械加工的基础技术52红外探测器概述82.1红外探测器的分类和比较82.2红外探测器的主要性能指标[3]102.3微测辐射热计123微测辐射热计简介123.1微测辐射热计的发展现状[5]123.2微测辐射热计的发展趋势154微测辐射热计的工作原理和典型结构154.1微测辐射热计的工作原理154.2微测辐射热计的典型结构[7]175微测辐射热计的特性分析和建模195.1器件热导195.2微桥膜系光学特性[8]195.3四臂支撑结构的微测辐射热计ANSYS建模和网格划分[

2、9]235.3.1有限元分析法简介235.3.2ANSYS软件简介和使用236微测辐射热计的制备工艺276.1氧化钒微测辐射热计的制备工艺[10]286.1.1氧化钒薄膜的电阻温度特性286.1.2制备工艺流程286.1.3关键工艺研究296.2多晶硅结微测辐射热计[12]306.2.1多晶硅p-n结正向电压的温度特性316.2.2多晶硅微测辐射热计的制作方式32结论34谢辞34【参考文献】3548MEMS非制冷式热像仪设计摘要:微机电系统(MEMS)技术是以实现机电一体化为目标的一项新兴技术,它在红外器件制作中的引入为非制冷红外探测器的实用化开辟了新

3、的途径。作为当今非制冷热成像的主流技术，氧化钒(VOx)微测辐射热计焦平面成像阵列具有重量轻、成本低，且符合单兵作战装备要求等优点，成为世界各国许多商业机构和研究单位竞相开发的目标。但是，焦平面阵列制备涉及集成电路设计、红外光学、薄膜生长、MEMS工艺等众多技术，是一项复杂的系统工程。目前,应用MEMS技术制作的主要有微测辐射热计微桥结构和微悬臂红外探测器双层悬臂结构2种。本文首先做了MEMS红外传感器的介绍，了解微测辐射热计的发展现状和发展趋势，学习微测辐射热计的基本工作原理，然后利用ANSYS有限元软件对四臂微桥结构的微测辐射热计进行了建模和网格划

4、分，最后学习了微测辐射热计的制备工艺。关键词：MEMS红外微测辐射热计多晶硅ANSYS制备工艺48Abstract:Microelectro-mechanicalsystem(MEMS)isanewrisingtechnologywhichaimistointegratethemicroelectricsandmicromechanics.Uncooledfocalplanearray(UFPA)usingvanadiumdioxideasthethermalsensingmaterialhasbecomeahotspotduetoitshighper

5、formance,lightweightandlowcost.Whereas,thefabricationofLTNPAisacomplexmicro-electromechanicalsystem(MEMS)engineeringwhichinvolvesICdesign,infraredoptics,thinfilmsdeposition,aswellasMEMStechnologies.Itprovidesanewpathtotheapplicationofuncooledinfrareddetector.Atpresent,therearetw

6、omicrostructuremadebyMEMStechnology:microbridgeinthemicrobolometerFPAandbimaterialmicrocantileverofmicrocantileverdetector.ThispaperfirstintroducedtheMEMSIRsensor，understandedthemicro-bolometerdevelopmentstatusanddevelopmenttrends.Studyofmicro-bolometerthebasicworkingprinciple，t

7、henusetheANSYSfiniteelementsoftwareonthefour-armbridgestructureofthemicro-micro-bolometerwasmodelingandmeshing,andfinallylearningthemicro-bolometerofthepreparationprocess.Keywords:MEMSIRmicro-bolometerpoly-siliconANSYSpreparationproces481引言在微电子技术获得巨大成功的背景下，人们朝微观世界投下了更深远的目光，这种投入的

8、目的是通过构造一座“桥梁”将宏观世界和微观世界连接起来，它使微型芯片的活动领域超越了以处理电学