一種高電阻溫度系數(shù)氧化釩薄膜制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高電阻溫度系數(shù)的氧化釩薄膜制備方法，包括以下步驟：（1）將基片在富氧氣氛下進(jìn)行離子轟擊活化處理；（2）氧化釩薄膜沉積在常溫下分兩步進(jìn)行：在處理后的基片上沉積一層1-5nm的低價(jià)態(tài)超薄氧化釩種子層，然后以反應(yīng)濺射沉積氧化釩那薄膜；（3）以反應(yīng)濺射相同氣氛，對(duì)薄膜進(jìn)行高溫快速退火。利用本發(fā)明所提供的制備方法可實(shí)現(xiàn)電阻溫度系數(shù)-3～5%/K的氧化釩薄膜沉積。同時(shí)，本發(fā)明所提供的制備方法與MEMS工藝和集成電路制造工藝兼容性好，適于大批量基于氧化釩熱敏薄膜的器件制造。
【專利說(shuō)明】—種高電阻溫度系數(shù)氧化釩薄膜制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及探測(cè)器和傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高電阻溫度系數(shù)氧化釩薄膜制備方法，可用于非制冷紅外探測(cè)器、太赫茲探測(cè)器、傳感器等基于熱敏原理的敏感薄膜材料制備。
【背景技術(shù)】
[0002]由于具有:(a)低噪聲、(b)高電阻溫度系數(shù)、(C)良好的MEMS工藝兼容性和(d)集成電路工藝兼容性等優(yōu)點(diǎn)，氧化釩薄膜作為熱敏薄膜被廣泛用于制備探測(cè)性能優(yōu)異的微測(cè)輻射熱計(jì)型非制冷焦平面陣列和相應(yīng)的非制冷紅外探測(cè)器。
[0003]隨著太赫茲科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，太赫茲探測(cè)技術(shù)在安全檢查、近距雷達(dá)、醫(yī)學(xué)成像等多個(gè)領(lǐng)域都展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景?；谘趸C薄膜的焦平面陣列探測(cè)器也是適于THz波段(0.1~IOTHz)目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別的一種性能優(yōu)良的THz探測(cè)器。
[0004]在基于氧化釩敏感薄膜的上述器件，氧化釩熱敏薄膜的電阻溫度系數(shù)(TCR)是影響器件性能指標(biāo)的重要參數(shù)。以非制冷焦平面陣列紅外探測(cè)器為例，如式(1-1)所示，熱敏薄膜的TCR越高，則其噪聲等效溫差(NETD)越小，探測(cè)器越靈敏。因此，氧化釩敏感薄膜制備技術(shù)成為這類器件的核心制造技術(shù)之一。
【權(quán)利要求】
1.一種高電阻溫度系數(shù)氧化釩薄膜制備方法，包括以下步驟: (1)裝入基片，對(duì)基片表面進(jìn)行離子轟擊活化； (2)將步驟(1)處理后的基片在真空環(huán)境下轉(zhuǎn)入濺射室； (3)在常溫下，進(jìn)行氧化釩薄膜兩步法濺射沉積； (4)對(duì)沉積后的氧化釩薄膜進(jìn)行高溫快速退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電阻溫度系數(shù)氧化釩薄膜制備方法，其特征在于，步驟(1)中，離子轟擊活化操作在帶反應(yīng)離子刻蝕源或帶考夫曼源等離子源的真空室中進(jìn)行，具體步驟為:將本底真空度抽至優(yōu)于5.0X10_4Pa后，打開(kāi)進(jìn)氣閥，通入02/Ar流量比為1:5~1:20的超高純Ar和02，并使真空維持在1.0~9.0X KT1Pa,然后打開(kāi)離子源，對(duì)基片表面進(jìn)行1_5分鐘的尚子轟擊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電阻溫度系數(shù)氧化釩薄膜制備方法，其特征在于，步驟(3)中，氧化釩薄膜濺射沉積分兩步進(jìn)行，具體步驟為:第一步以02/Ar流量比為0~1:50的氣氛在基片表面沉積l_5nm的超薄低價(jià)氧化鑰;種子層,第二步再以1:20~1:12的02/Ar流量比，進(jìn)行設(shè)定厚度的氧化釩薄膜沉積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電阻溫度系數(shù)氧化釩薄膜制備方法，其特征在于，步驟(4)中，以反應(yīng)濺射時(shí)的相同氣氛，在預(yù)定溫度300~500°C，以包括紅外快速退火爐的退火裝置，對(duì)濺射后的氧化釩薄膜進(jìn)行2-10分鐘的退火熱處理。
【文檔編號(hào)】C23C14/34GK103882389SQ201410111401
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】韋良忠, 朱汪龍, 劉燕, 陳黎明 申請(qǐng)人:無(wú)錫艾立德智能科技有限公司