新型谐振式红外探测器探测理论和制作工艺的研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION新型谐振式红外探测器探测理论与制作工艺研究ResearchontheDetectionTheoryandFabricatingTechnologyofNewResonantInfraredDetectors作者冯日盛导师韩建强教授学科检测技术与自动化装置中国计量学院二〇一三年一月ResearchontheDetectionTheoryandFabricatingTechnologyofNewResonantInfraredDetectorsByRishengFengA

2、DissertationSubmittedtoChinaJiliangUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChinaJiliangUniversityJanuary,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过

3、的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中图分类号TN215；TN60

4、5学校代码10356UDC624密级保密硕士学位论文MASTERDISSERTATION新型谐振式红外探测器探测理论与制作工艺研究ResearchontheDetectionTheoryandFabricatingTechnologyofNewResonantInfraredDetectors作者冯日盛导师韩建强教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业检测技术与自动化装置研究方向微电子机械系统二〇一三年一月致谢本论文的工作是在我的导师韩建强教授的悉心指导下完成的，韩老师严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极

5、大的帮助和影响。他严于治学，细致认真的态度给我留下很深的印象，他渊博的知识和敏锐的思维给我巨大的影响，这两年来他在生活和学习上都给了我极为巨大的帮助，特别是教会了我很多科研的方法，这是对我的一生都有重要意义的。在此我向我的导师表示深深的感激之情，祝愿他身体健康，生活幸福。感谢中国计量学院机电学院的李青教授，严天宏教授对我们实验室工作的支持，感谢李雄老师在电路测试方面多次帮助，感谢工程训练中心的徐向竑、叶丰老师的热心帮助，感谢张震同学在理论研究上对我的帮助。我的师兄王小飞、师弟李森林，师妹李琰在我这两年多时间里学习上

6、对我的帮助，以及生活中的关照，没有他们我将不可能顺利完成我的工作。生活中我要感谢我的舍友刘平安，研究生一班的同学给我很多的温暖，让我觉得我们是在一个温暖的大家庭，是你们让我感觉到生活的快乐。最后要深深感谢我的父母，你们是我的强有力的后盾，在我困难的时候总能听到你们支持我的声音，正是你们在背后的支持才使我有坚定的决心完成我的学业。祝你们永远健康，永远快乐。感谢所有在我硕士毕业论文完成过程中帮助过我的人！冯日盛2013年1月新型谐振式红外探测器探测理论与制作工艺研究摘要：红外探测技术广泛应用于军事和民用领域。基于微细加

7、工技术的非制冷红外探测器是红外探测器发展的重要方向之一。传统非制冷红外探测器输出的模拟信号易受外界杂散信号的干扰。本文研制了一种基于负温度系数多晶硅电阻电热激励/压阻检测微桥谐振器的谐振式红外探测器。探测器输出频率信号，抗干扰能力强，是非制冷红外探测器发展的一个新方向。本文通过对单层与双层薄膜红外吸收特性的计算和Matlab仿真，分析得出增加薄膜厚度与提高消光系数可以提高红外吸收率，基于以上分析以及微桥应力平衡的考虑，选用PECVD法淀积的张应力氮化硅薄膜和热氧化法生长的二氧化硅薄膜作为结构层。论文对微桥结构受红外

8、热辐射时，红外辐射产生的温升以及激励电阻工作时产生的温度场进行了理论计算。通过Ansys有限元分析软件，对激励和检测电阻产生温度分布场进行了仿真。设计了基于MEMS技术的微桥谐振式红外探测器制作工艺流程，对工艺制作过程中的一些关键工艺（如多晶硅电阻的制作、负性光刻胶工艺、PECVD氮化硅材料的特性研究、溅射铝线、铝线保护工艺、引线键合技术等）进行了研究。通过