[发明专利]一种锰钴镍氧线列探测器的微台面制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锰钴镍氧列阵探测器台面制作方法，更具体的说，涉及一种锰钴镍氧负温度系数（NTC）薄膜的列阵探测器台面制作的工艺方法。

背景技术

热释电探测器和热敏电阻型探测器是两种研究较多的非制冷型红外探测器。相比热释电探测器，热敏电阻型探测器结构更为简单，在稳定性和低成本方面更有优势[见文献1]。其中，较为成熟的氧化钒，是一种商业级红外探测材料。采用氧化钴，氧化锰和氧化镍材料经陶瓷烧结工艺制成的室温热敏红外单元探测器是至今性能最稳定的热敏红外探测器，具有比氧化钒更高的负温度系数,因此在空间探测方面也取得了一定的应用[见文献2]。然而长期以来，锰钴镍氧热敏探测器仅仅局限于单元探测，其发展要远远落后于氧化钒，原因有二：1、氧化钒薄材料有成熟的生长技术，快捷，高效，适合大规模生产而适合商业及民用；锰钴镍氧材料传统生长方法为高温烧结法，形成的陶瓷材料具有多孔、易老化等缺点，导致器件存在性能不稳定，成品率低等问题，且无法通过光刻腐蚀等工艺制作线列或焦平面器件。2、传统方法生长锰钴镍氧系薄膜材料的方法，主要为电子束蒸发，丝网印刷，溅射方法等数种[见文献3]。这些方法生长的薄膜材料一般结晶性较差，或有杂相存在，其性能和稳定性均比不上体材料，从而限制了其实际应用。本课题组致力于高质量，高稳定性锰钴镍氧系薄膜材料的制备和研究，目前已经使用化学溶液法(CSD)生长出结晶性良好，结构致密，具有很高稳定性的锰钴镍氧系薄膜材料，并且对其进行了光学，电学，磁学的一系列研究[见文献4-7]。用这种方法生长的锰钴镍材料，克服了传统方法生长的体材料和薄膜材料的不足。该方法生长的锰钴镍氧材料结构致密，表面平整没有缺陷，完全可以通过半导体工艺方法制备多元器件。此外，化学溶液法制作的薄膜具有良好的结晶性，为纯净的尖晶石相，电学性能良好，室温下负电阻温度系数达到-4.12%[见文献6],这个数值远大于一般商业化的氧化钒材料的-2%。再加上该材料本身高稳定性和可靠性，使其在军事和空间探测方面有很大的应用前景。

目前，本课题组生长的薄膜材料已经制作成热敏单元探测器件，并可能得到有效应用。然而随着空间探测技术发展的需要，单元探测器件需要向线列探测器件及焦平面探测器件的方向发展。因此，发展锰钴镍氧薄膜材料多元探测器件对于红外热敏探测技术有着重要意义。

本专利将公开一种锰钴镍氧线列探测器的台面制作工艺。该工艺方法采用湿法腐蚀与干法刻蚀相结合的方法，完成了锰钴镍氧薄膜材料的刻蚀，得到了图形转移精度较高、台面平整度好、侧蚀比小的线列探测元台面。为锰钴镍线列及阵列探测器的发展打下了良好的基础。

以上所涉及到的参考文献如下：

1.王宏臣,氧化钒薄膜及非制冷红外探测器阵列研究.华中科技大学博士学位论文,2005.

2.汤定元,光电器件概论.1989:p.388-389.

3.Schmidt,R.,A.Basu,and A.W.Brinkman,Production of NTCR thermistor devices based on NiMn2O4+delta.Journal of the European Ceramic Society,2004.24(6):p.1233-1236.

4.Wu,J.,et al.,Variation in hopping conduction across the magnetic transition in spinel Mn1.56Co0.96Ni0.48O4 films.Applied Physics Letters,2010.96(8).

5.Gao,Y.Q.,et al.,Optical properties of Mn1.56Co0.96Ni0.48O4 films studied by spectroscopic ellipsometry.Applied Physics Letters,2009.94(1).

6.Hou,Y.,et al.,Characterization of Mn(1.56)Co(0.96)Ni(0.48)O(4)films for infrared detection.Applied Physics Letters,2008.92(20).