当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

氧化钒薄膜微结构与噪声性能研究

发布时间:2019-04-01 20:28
【摘要】:非制冷红外探测器的应用之广泛使得其发展非常迅速。热敏薄膜材料的电阻温度系数和噪声性能是决定非制冷红外探测器性能参数的关键因素。其其中,氧化钒薄膜的噪声是非制冷红外探测器的重要噪声来源,对氧化钒薄膜噪声的研究是对研制高性能红外探测器不可或缺的重要任务。本文围绕氧化钒热敏薄膜噪声性能与微结构的关系,采用反应磁控溅射沉积方法制备了掺杂氧化钒薄膜,借助于原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、Raman谱分析、电子顺磁共振(EPR)等分析表征手段对薄膜的表面形貌及微结构进行分析;以自行设计并搭建的热敏薄膜噪声系统,对不同微结构的氧化钒薄膜进行噪声性能测试与分析,以探索氧化钒热敏薄膜噪声性能与微结构的关系,所取得的主要结果如下:(1)针对非制冷红外探测器用热敏薄膜材料噪声测试要求,采用美国NI公司的多通道数据采集卡、Lab View软件和电磁热屏蔽系统,设计并搭建了热敏薄膜低频噪声测试系统,验证测试表明,基于该测试系统的测试结果重复好,这保证了噪声评价的可靠性。(2)制备了不同基片温度下的氧化钒热敏薄膜,研究了基片温度对氧化钒薄膜微结构及噪声等性能的影响机制。随着基片温度升高,氧化钒薄膜的颗粒尺度增大,且颗粒尺度的分布范围变窄,薄膜中的微结构有序度增加,薄膜中微结构的稳定性增加;这导致薄膜的噪声参数降低。(3)研究了掺Y对非晶氧化钒薄膜微结构和噪声性能的影响机制。掺Y后氧化钒薄膜颗粒变小,表面均匀性更好,掺Y也降低了氧化钒薄膜的短程有序度。同时,掺Y使得氧化钒薄膜的噪声参数降低,这意味着掺Y氧化钒薄膜可能是优良的热敏薄膜材料。(4)首次探索了掺Ag对氧化钒薄膜的微结构和性能的影响。一方面掺Ag后氧化钒薄膜颗粒变大,粗糙度增大,峰谷值明显增大,在电学特性上表现为薄膜方阻降低,噪声增加。另一方面,掺Ag后氧化钒薄膜的相变幅度降低,随着Ag元素掺杂量的增加,半导体相氧化钒薄膜的方阻降低,并且掺杂量达到一定程度后氧化钒薄膜相变特性消失。
[Abstract]:The application of non-refrigeration infrared detectors has made the development very rapid. The resistance temperature coefficient and noise performance of the heat-sensitive film material are the key factors to determine the performance parameters of the non-refrigeration infrared detector. The noise of the oxide film is an important source of noise of the non-refrigeration infrared detector, and the research on the noise of the oxide film is an indispensable task for the development of the high-performance infrared detector. In this paper, the relationship between the noise performance and microstructure of the redox-sensitive film is discussed, and the doped oxide film is prepared by the method of reactive magnetron sputtering. By means of the atomic force microscope (AFM), the scanning electron microscope (SEM), the X-ray diffraction (XRD) and the Raman spectrum analysis, The surface morphology and microstructure of the thin film were analyzed by electron paramagnetic resonance (EPR) and the like. The noise performance of the film was measured and analyzed by a self-designed and built-up thermal film noise system. in ord to explore that relationship between the noise performance and the microstructure of the redox-sensitive film, the main results are as follows: (1) the multi-channel data acquisition card, the Lab View software and the electromagnetic heat shield system of the NNI company are adopted for the noise test requirement of the heat-sensitive film material for the non-refrigeration infrared detector, The test system of the low-frequency noise of the heat-sensitive film is designed and built, and the test results show that the test result of the test system is good, which guarantees the reliability of the noise evaluation. (2) The mechanism of the influence of the substrate temperature on the microstructure and noise of the oxide film was studied. As the temperature of the substrate increases, the particle size of the oxide film is increased, and the distribution range of the particle size is narrow, and the degree of the micro-structure in the film is increased, and the stability of the microstructure in the film is increased; and this results in a reduction in the noise parameter of the film. (3) The effect of Y on microstructure and noise performance of amorphous oxide film was studied. After Y-doping, the film grain of the oxide film is small, the surface uniformity is better, and Y also reduces the short-range order of the oxide film. At the same time, the Y-doped oxide film has a reduced noise parameter, which means that the Y-doped oxide film may be an excellent heat-sensitive film material. (4) The effect of Ag on the microstructure and properties of the oxide film was first explored. On the one hand, after the Ag is doped, the film grain of the oxide film is increased, the roughness is increased, the peak-to-valley value is obviously increased, and the electric characteristic shows that the film square resistance is reduced and the noise is increased. On the other hand, the phase-change amplitude of the oxide-doped thin film after Ag-doping is reduced, and as the doping amount of the Ag element is increased, the square resistance of the semiconductor-phase-oxide-doped thin film is reduced, and the doping amount reaches a certain degree, and the phase-change characteristic of the oxide-doped thin film disappears.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN215

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张鹏;路远;乔亚;;热处理时间对氧化钒薄膜相变性能的影响[J];半导体光电;2013年05期

2 陈超;蒋亚东;吴志明;;氧化钒薄膜电阻伏安特性分析[J];半导体光电;2008年05期

3 杨爱国;杨子健;杨建红;冯浩;李冠斌;崔敬忠;;掺杂氧化钒薄膜的制备及其热光特性[J];半导体光电;2008年02期

4 张鹏;路远;乔亚;;退火对不同基底上氧化钒薄膜电阻的影响[J];半导体光电;2012年06期

5 梁耀廷,崔敬忠,达道安,刘向,李智;氧化钒薄膜制备与特性研究[J];真空与低温;2004年02期

6 李贺;顾德恩;王涛;吴志明;蒋亚东;;掺氮氧化钒薄膜的椭偏光谱表征[J];电子元件与材料;2011年06期

7 张硕,姜胜林,刘梅冬,张弛;制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响[J];电子元件与材料;2004年06期

8 王利霞;王海云;严刚;;退火条件对氧化钒薄膜电学性能的影响[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2011年06期

9 晏伯武;;氧化钒薄膜的性能和制备[J];压电与声光;2006年02期

10 吴志明,蒋亚东,牟宏,黄春华;氧化钒热敏特性研究[J];仪器仪表学报;2003年S2期

相关会议论文 前10条

1 贾美叶;何圣贵;葛茂发;;氧化钒团簇正离子与硫化氢反应的实验和理论研究[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年

2 魏雄邦;廖家轩;吴志明;蒋亚东;;运用有效介质理论模拟氧化钒薄膜的光学特性[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年

3 陈柳炼;马斌;施永明;翟厚明;;氮气退火处理对氧化钒薄膜物理特性的影响[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

4 吴志明;蒋亚东;牟宏;黄春华;;氧化钒热敏特性研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

5 伍水平;余志明;彭传才;方梅;陈爽;;磁控溅射法制备氧化钒薄膜的相组成研究[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年

6 吴志明;蒋亚东;牟宏;谢光忠;王波;;磁控溅射氧化钒薄膜的研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

7 吴淼;胡明;刘志刚;;直流对靶溅射制备氧化钒薄膜的研究[A];中国真空学会第六届全国会员代表大会暨学术会议论文摘要集[C];2004年

8 丁迅雷;李子玉;何圣贵;;中性氧化钒团簇的构型[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第15分会:理论化学方法和应用[C];2014年

9 魏雄邦;王涛;吴志明;蒋亚东;;氩流量对氧化钒薄膜直流磁控溅射制备的影响[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年

10 杨旭;蔡长龙;周顺;刘欢;;直流磁控溅射制备氧化钒薄膜[A];2009年西部光子学学术会议论文摘要集[C];2009年

相关重要报纸文章 前8条

1 周军 孙茂;攀钢破解氧化钒清洁生产世界性难题[N];世界金属导报;2012年

2 张瑜 孟祥林;攀钢首创氧化钒清洁生产技术[N];中国化工报;2014年

3 记者 周军 通讯员 王彦华;攀钢专利“趟出”世界钒业新路[N];中国冶金报;2010年

4 唐诗全;攀钢:氧化钒清洁高效生产关键技术世界领先[N];四川科技报;2012年

5 记者 高柱 通讯员 孟彦瑜;攀钢攻克氧化钒清洁生产技术[N];工人日报;2014年

6 周军 记者 刘旭;攀钢原创技术破解世界难题[N];四川日报;2012年

7 熊平;攀钢钒产品生产装备将实现国产化[N];中国工业报;2011年

8 王彦华;攀钢成功破解氧化钒清洁生产世界性难题[N];攀枝花日报;2013年

相关博士学位论文 前10条

1 韦晓莹;氧化钒半导体功能薄膜的光电特性及其应用基础研究[D];天津大学;2014年

2 戴君;氧化钒薄膜的光电特性及其应用基础研究[D];华中科技大学;2009年

3 梁继然;微测辐射热计用氧化钒薄膜的制备及其电阻温度性能研究[D];天津大学;2007年

4 陈涛;具有相变特性的氧化钒薄膜制备与光学特性研究[D];天津大学;2011年

5 田雪松;用于抗激光致盲的氧化钒薄膜制备及光学相变特性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

6 魏雄邦;氧化钒薄膜的制备、微结构与特性研究[D];电子科技大学;2008年

7 许e,

本文编号:2451884


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2451884.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户6c03c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com