没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
非制冷红外焦平面阵列的微桥结构在微加工工艺中,由于温度的剧烈变化,在薄膜中产生热应力而引起微桥的变形,将对器件产生不利影响。利用有限元分析方法,对微桥在热应力作用下产生的变形进行了分析,提出了两种控制热应变的途径:1)选择一种低热膨胀系数、低杨氏模量的电极材料;2)在电极材料的表面沉积一层SiNx薄膜。仿真结果表明,两种途径使微桥的最大形变值从1.4740 μm分别减小到0.4799 μm和0.0704 μm,达到了减小热应变的目的。
资源推荐
资源详情
资源评论
书书书
第
31
卷
第
3
期
光
学
学
报
Vol.31
,
No.3
2011
年
3
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
犕犪狉犮犺
,
2011
热应力对非制冷红外焦平面微桥的影响及控制研究
王
志
许向东
周
东
杨
卓
蒋亚东
陈
超
(电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川 成都
610054
)
摘要
非制冷红外焦平面阵列的微桥结构在微加工工艺 中,由 于 温 度 的 剧 烈 变 化,在 薄 膜 中 产 生 热 应 力 而 引 起 微
桥的变形,将对器件产生不利影响。利用有限元分析方法,对微桥在热应力作用 下 产 生 的 变 形 进 行 了 分 析,提出了
两种控制热应变的途径:
1
)选择一种 低 热 膨 胀 系 数、低杨 氏 模 量 的 电 极 材 料;
2
)在 电 极 材 料 的 表 面 沉 积 一 层
SiN
狓
薄膜。仿真结果表明,两种途径使微桥的最大形变值从
1.4740
μ
m
分别减小到
0.4799
μ
m
和
0.0704
μ
m
,达到了减
小热应变的目的。
关键词
薄膜;非制冷红外焦平面阵列;热应力;有限元分析;微桥结构;形变
中图分类号
TN215
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
犃犗犛201131.0331002
犛狋狌犱
狔
狅狀犈犳犳犲犮狋狅犳犜犺犲狉犿犪犾犛狋狉犲狊狊狅狀 犕犻犮狉狅犫狉犻犱
犵
犲狊狅犳犝狀犮狅狅犾犲犱
犐犚犉犘犃犪狀犱犆狅狀狋狉狅犾犾犻狀
犵
犕犲狋犺狅犱狊
犠犪狀
犵
犣犺犻
犡狌犡犻犪狀
犵
犱狅狀
犵
犣犺狅狌犇狅狀
犵
犢犪狀
犵
犣犺狌狅
犑犻犪狀
犵
犢犪犱狅狀
犵
犆犺犲狀犆犺犪狅
(
犛狋犪狋犲犓犲
狔
犔犪犫狅狉犪狋狅狉
狔
狅
犳
犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犜犺犻狀犉犻犾犿狊犪狀犱犐狀狋犲
犵
狉犪狋犲犱犇犲狏犻犮犲狊
,
犛犮犺狅狅犾狅
犳
犗
狆
狋狅犲犾犲犮狋狉狅狀犻犮犐狀
犳
狅狉犿犪狋犻狅狀
,
犝狀犻狏犲狉狊犻狋
狔
狅
犳
犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅
犵狔
狅
犳
犆犺犻狀犪
,
犆犺犲狀
犵
犱狌
,
犛犻犮犺狌犪狀
610054
,
犆犺犻狀犪
)
犃犫狊狋狉犪犮狋
犐狀狋犺犲 犿犻犮狉狅犳犪犫狉犻犮犪狋犻狅狀
狆
狉狅犮犲狊狊狅犳犿犻犮狉狅犫狉犻犱
犵
犲狊狅犳狌狀犮狅狅犾犲犱犻狀犳狉犪狉犲犱犳狅犮犪犾
狆
犾犪狀犲犪狉狉犪
狔
狊
(
犐犚犉犘犃
),
狋犺犲
犿犻犮狉狅犫狉犻犱
犵
犲狊犪狉犲犱犲犳狅狉犿犲犱犫
狔
狋犺犲狋犺犲狉犿犪犾狊狋狉犲狊狊犻狀狋犺犻狀犳犻犾犿狊犱狌犲狋狅狋犺犲犪犮狌狋犲狋犲犿
狆
犲狉犪狋狌狉犲犮犺犪狀
犵
犲狊.犛狌犮犺犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀
犻狊犺犪狉犿犳狌犾狋狅狋犺犲犱犲狏犻犮犲狊.犜犺犲犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲犿犻犮狉狅犫狉犻犱
犵
犲狊犻狊犪狀犪犾
狔
狕犲犱犪狀犱狋狑狅狑犪
狔
狊狋狅犮狅狀狋狉狅犾狋犺犲犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀
犪狉犲
狆
狉犲狊犲狀狋犲犱
:
1
)
犮犺狅狅狊犻狀
犵
犪犫犲狋狋犲狉犲犾犲犮狋狉狅犱犲犿犪狋犲狉犻犪犾狑犺犻犮犺犺犪狊犪犾狅狑犲狉狋犺犲狉犿犪犾犲狓
狆
犪狀狊犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋犪狀犱狊犿犪犾犾犲狉
犢狅狌狀
犵
犿狅犱狌犾狌狊
;
2
)
犪犱犱犻狀
犵
犪狀狅狋犺犲狉犛犻犖
狓
狋犺犻狀犳犻犾犿狅狀狋犺犲狊狌狉犳犪犮犲狅犳犲犾犲犮狋狉狅犱犲.犚犲狊狌犾狋狊犻狀犱犻犮犪狋犲狋犺犪狋犫
狔
狌狊犻狀
犵
犪犫狅狏犲狋狑狅
狑犪
狔
狊
,
狋犺犲犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀犮犪狀犫犲犲犳犳犻犮犻犲狀狋犾
狔
狉犲犱狌犮犲犱犳狉狅犿1.4740
μ
犿狋狅0.4799
μ
犿犪狀犱0.0704
μ
犿狉犲狊
狆
犲犮狋犻狏犲犾
狔
,
狋犺犲犪犻犿
狅犳犮狅狀狋狉狅犾犾犻狀
犵
狋犺犲犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀犻狊犪犮犺犻犲狏犲犱.
犓犲
狔
狑狅狉犱狊
狋犺犻狀犳犻犾犿狊
;
狌狀犮狅狅犾犲犱犻狀犳狉犪狉犲犱犳狅犮犪犾
狆
犾犪狀犲犪狉狉犪
狔
狊
(
犐犚犉犘犃
);
狋犺犲狉犿犪犾狊狋狉犲狊狊
;
犳犻狀犻狋犲犲犾犲犿犲狀狋犪狀犪犾
狔
狊犻狊
(
犉犈犃
);
犿犻犮狉狅犫狉犻犱
犵
犲狊狋狉狌犮狋狌狉犲
;
犱犲犳狅狉犿犪狋犻狅狀
犗犆犐犛犮狅犱犲狊
310.4165
;
310.4925
;
250.0040
;
310.68451
收稿日期:
20100612
;收到修改稿日期:
20100806
基金项目:国家自然科学基金(
61071032
)和国家重点实验室开放基金(
KFJJ200917
)资助课题。
作者简介:王
志(
1985
—),男,硕士研究生,主要从事非制冷红外焦平面结构方面的研究。
Email
:
zwuestc
@
163.com
导师简介:许向东(
1969
—),男,博士,副教授,博士生导师,主要从事光电材料与器件等方面的研究。
Email
:
xdxu
@
uestc.edu.cn
(通信联系人)
1
引
言
微测辐 射热计 非制冷 红外探 测器具 有体积 小、
成本低以及可靠性 高 等优 点,使其 成 为目 前 非制 冷
红外成像技术中主要的研究对象之一
[
1
]
。为了热绝
缘的需要,微测辐 射 热计 采 用悬 空 的微 桥 结构。微
桥采用硅表面微加 工 工艺 制 作,其 工 艺步 骤 包括 生
长牺牲层,沉积支撑层、热敏感层及电极材料以及释
放牺牲层等
[
2
]
。遗 憾 的是,经 过这 些 工艺 制 作 的 微
桥往往会发生卷曲变形
[
3
]
。微桥的变形会影响红外
共振吸收腔的性能,降低像元的红外吸收率,从而降
低探测器的响应 率
。另 外,较 大 的变 形 可能 使 微桥
损坏,器件失效。
Hideo Wada
等
[
3
]
采用调整支撑层
和钝化层厚度的方 法 来减 小 微桥 的 变形,使 桥面 平
坦,但是 并 没 有 讨 论 变 形 的 原 因。 杨 晓 喻
[
4
]
、李 素
等
[
5
]
分 析 了 重 力 作 用 下 微 桥 的 形 变 情 况。
Senturia
[
6
]
认为,在微 尺 度下,薄膜 的 残余 应 力 是 影
响微系统的主 要因 素。 钱 进
[
7
]
、肖 祁 陵
[
8
]
的 研 究 表
明,热应力是 产生 残 余 应 力 的 重 要 因 素。
Motohisa
等
[
9
]
讨论了在残余应力作用下
Pt
/
SiN
狓
双层结构微
桥的变形,测得微 桥 的变 形 值最 大 达 到
10
μ
m
。冯
03310021
资源评论
weixin_38742421
- 粉丝: 2
- 资源: 954
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功