一、正面腐蚀方法制作新型微机械红外热堆探测器（论文文献综述）
张绍达[1]（2019）在《一种小型MEMS非色散红外光谱仪及其应用研究》文中研究表明红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析的仪器,根据分光装置的不同,分为色散型和干涉型。目前,实验室普遍使用的都是体积较大和价格高昂的台式干涉型傅里叶红外（Fourier Transform Infrared,FTIR）光谱仪。小型化和低成本是当前红外光谱仪发展的的一个主要趋势。更快速、更可靠、更低廉的便携式红外光谱仪有可能在未来进入家庭市场,满足人民对居住环境气体、食品饮料的成份、生鲜肉类和蔬菜药物残留实时检测的迫切需求。本论文基于微电子机械系统（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）技术研究小型化非色散型红外（Non-Dispersive Infrared,NDIR）光谱仪的制备技术,开发了 MEMS红外光源、MEMS红外热电堆探测器和线性可变光学滤波器（Linear Variable Optical Filter,LVOF）。基于上述MEMS器件装配的小型红外光谱仪实现了对CO/CO2/CH4混合气体检测的验证。论文的主要创新点包括以下几个部分:（1）设计并制备了桥式悬浮结构硅基MEMS红外光源。在设计方面,提出了基于SOI晶圆的桥式悬浮结构硅基MEMS红外光源结构,同时设计浓硼掺杂自加热支撑层实现红外背向辐射吸收。利用COMSOLTM多物理场的有限元仿真和实验对比,确定桥式结构设计为光源性能优化的最佳方案。在制造方面,通过LPCVD、离子注入、湿法腐蚀工艺技术制备低阻多晶硅薄膜。采用DRIE深离子反应刻蚀制备悬浮薄膜。桥式结构和传统的封闭悬膜结构相比在同样的驱动电压下发热温度更高、发热面积更大、能承受更大的应力。经测试,光源表面温度可达600℃（12V工作电压）,调制频率可达24 Hz（70%调制深度）。（2）设计并制备了 MEMS红外热电堆探测器。在设计方面,提出采用SiO2薄膜层作为支撑层和红外吸收层材料,实现热应力互补,降低薄膜热应力。热电偶由两种不同掺杂的n型和p型多晶硅制成的多晶硅热电偶,通过金属铝实现热电偶电连接。多个不同长度的热电偶按照串联方式在矩形薄膜上实现最大程度堆叠以提高温差热电势的输出。在制造方面,通过MEMS工艺中的LPCVD、PECVD等薄膜生长工艺在衬底上生长致密的支撑和热绝缘层薄膜。利离子注入实现多晶硅的掺杂,使用干法刻蚀工艺对背腔结构进行释放,获得最终的红外悬浮薄膜。经测试,热电堆在室温下响应率达到146μV·℃-1。（3）设计并制备了中红外线性可变光学滤波器。基于锥形Fabry-Pérot（F-P）腔结构,设计了可以将中红外连续光谱变换成具有峰值波长离散线性变化的多个窄带通光谱的全介质F-P型滤波器。采用高（Si和Ge）、低（SiO和SiO2）折射率系数介质层交替布置结构设计了锥形腔两侧的布拉格反射器以及与带外抑制功能相结合的抗反射膜。采用多层介质薄膜透射矩阵理论和MATLAB软件仿真了 LVOF的光学透过率。在器件制备中,采用渐变灰度曝光技术、热回流工艺和干法刻蚀技术制备了 SiO2锥形腔,通过热蒸发工艺制备了多层介质薄膜。经测试,LVOF的工作波长在2.3～5)μm,窄带通滤波通道半高宽不超过400nm,透射率不低于70%。相比其他的单一波长分光的滤光片,实现了用一片滤光片进行多束光滤波。（4）将上述研制的MEMS红外光源、线性渐变滤光片和MEMS热电堆探测器集成为一种小型化的MEMS非色散红外光谱仪,对CO/CO2/CH4混合气体进行分组分鉴定与量化。经测试,红外光谱仪的灵敏度分别为-0.090μV/ppm（CH4）、-0.096μV/ppm（CO2）和-0.123 μV/ppm（CO）。在分析了红外光谱仪的小型化、便携性的发展需求的特点后,利用上述器件集成为多通道复合的小型MEMS非色散红外光谱仪,紧凑的结构和成熟的制造工艺,使得所设计的光谱仪具有便携性高、成本适中、检测精度能适配不同应用。在分析了红外光谱仪的小型化、便携性的发展需求的特点后,利用我们制备的MEMS器件集成为多通道的小型MEMS非色散红外光谱仪。紧凑的结构和成熟的制造工艺,使得所设计的光谱仪能满足体积小、成本适中、检测精度能适配不同应用的要求。
韩东[2]（2018）在《基于微桥谐振器感温机理的薄膜热电变换器制作工艺研究》文中提出热电变换器是国家交流电压（流）量值传递中的基准计量器具,担负着我国交流电压（流）与国际上交流电压（流）基准或标准值的比对工作。高计量精度交流电压、电流基准还是交流功率和电能测量的基础,因此具有重要的研究意义。针对目前热电堆测温输出阻抗较大,加热电阻产生的部分热量经导热性良好的热偶向衬底传导等问题,本课题提出了一种新型的测温方式—利用微桥谐振器谐振频率对轴向热应力的高度敏感特性测量加热电阻的温度。加热电阻温度升高后辐射的热量使得微桥的平均温度上升,轴向压应力增加（或轴向拉应力减小）,谐振频率减小,通过测量微桥谐振频率的变化获得加热电阻的温度信息。论文主要完成了基于电热激励-压阻检测微桥谐振器的薄膜热电变换器和基于静电激励-电容检测微桥谐振器的薄膜热电变换器的制作工艺。重点研究了PECVD电极和匀气盘结构对氮化硅薄膜性能的影响,制备了一种残余应力较小的氮化硅薄膜,用作加热电阻的钝化膜。优化了干法刻蚀工艺参数,提高横向刻蚀和纵向刻蚀的速率比,实现静电激励-电容检测微桥谐振器的正面释放,从而简化了器件结构。研究了金-非晶硅键合工艺,用于加热电阻芯片与桥谐振器芯片的键合工艺。最终研制出两种新型的谐振式薄膜热电变换器。测试了基于电热激励-压阻检测微桥谐振器的薄膜热电变换器的谐振特性和热电转换误差,100Hz10KHz范围内热电转换误差小于5.4ppm。
高璇[3]（2013）在《CMOS兼容的微机械热电堆红外探测器的设计》文中研究表明目前，红外技术广泛应用于民用领域和军事领域，而红外探测器是红外技术中的核心部件之一。热电堆红外探测器是最早发展的一种热红外探测器，由于其具有可以常温下工作、响应波段宽、制作成本低廉等较多优势，发展极为迅速、应用非常广泛。自从微机电系统（MEMS）被发展以来,以MEMS技术为基础的微机械热电堆红外探测器更是凭借其众多优势迅速成为研究热点，但是由于制备工艺存在难度，其实用化的进程还比较缓慢。本论文的研究目的是设计一种制作工艺与CMOS相兼容，拥有优良性能（如较高的电压响应率、较小的噪声等效温差等）的新型微机械热电堆红外探测器结构，并以该结构为基础，设计出一套制备简单、具有可行性的工艺制作流程。本文从提高红外吸收率乃至响应率的角度出发，除了选择合适的材料作为热偶材料及吸收层材料之外，还引入了谐振腔吸收结构；在不影响响应率的情况下，通过减少热偶条对数的方式来降低器件的噪声；利用仿真软件对该器件结构进行了尺寸优化及简单的有限元分析，计算出了优化后的各个性能参数，为后续的工艺制备提供了一定的理论基础。本设计中，构成器件结构的所有材料都是CMOS工艺中经常用到的各种材料，器件的制作方法完全与IC工艺兼容；在进行制备工艺实验时，为了提高器件的流片成功率，首先对一些关键技术进行单项实验，包括：隔离槽刻蚀及填充、隔离槽平坦化、最小线条连接金属的光刻；然后通过对制备工艺进行整合和优化，最终得到一套完整的、制备简单且可行性极高的微小型化热电堆红外探测器的工艺流程。
冯日盛[4]（2013）在《新型谐振式红外探测器探测理论与制作工艺研究》文中提出红外探测技术广泛应用于军事和民用领域。基于微细加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。通过对流片中的经验和教训的不断总结,成功制作出了谐振式红外测器芯片。采用陶瓷管壳和金属管壳对芯片进行封装。通过开环与闭环系统对器件进行了测试,器件对红外辐射的相对响应率可以达到-1.03ppm/μW,实现了红外探测的目的,但与理论值还有一定的差距,主要是由器件尚未得到完美的优化,需要在今后的工作中进一步完善。
杨海波[5]（2010）在《多孔硅基MEMS非制冷红外探测器微结构与工艺研究》文中进行了进一步梳理本论文基于MEMS非制冷红外探测器,详述了非制冷红外微测辐射热计的原理、关键参数及研究现状,对器件结构及热敏材料进行了研究。提出了一套基于多孔硅（PS）技术的非制冷红外微测辐射热计工艺流程,进行了器件的工艺流程设计,研究了绝热结构对器件性能的影响,并进行热学和力学分析;对MEMS工艺中关键问题进行分析讨论,通过工艺改进、优化探测器制备工艺及测辐射热计支撑结构的设计,进行工艺流程的调整。提出多孔硅作为微测辐射热计绝热层的新思路,在微热敏系统中采用多孔硅作为绝热层可以获得快速的温度变化响应和低的热损耗,提高了系统的稳定性和可靠性。本文对多孔硅的制备方法、孔隙率、厚度、硅片类型及微观结构与性能的关系进行详细研究,并进行了相应的计算机模拟;介绍了多孔硅材料纳米力学及热学测试的一些基本方法;利用显微拉曼光谱法研究了多孔硅绝热层材料的微观结构与其绝热性能的关系;利用纳米压痕仪测量其硬度和杨氏模量,得到多孔硅力学性能与微观结构的关系。利用直流对靶反应磁控溅射法制备氧化钒薄膜（VOx）,研究了基底条件对氧化钒薄膜微观结构、纳米力学性能及电阻温度性能的影响;对于VOx/PS/Si结构进行了制备和性能测试,研究了多孔硅基底的表面微结构对VOx薄膜的微观结构及生长过程的影响,同时进行了VOx/PS/Si薄膜结构的纳米力学性能测试,并对其电阻温度性能进行了研究。对于非制冷红外微测辐射热计结构进行了ANSYS结构设计及Intellisuite工艺模拟。实验通过对非制冷红外微测辐射热计结构设计中将会起主要影响作用的各种因素的理论分析,进而对各种设计思路进行实际建模分析,得到理想中的结构。同时进行了微测辐射热计的工艺流程和版图设计,并进行了工艺验证,并提出相应的工艺优化方案。利用MEMS微制造技术形成微桥结构得以实现微米量级化,进而满足制造非制冷阵列探测系统的需要,为红外成像技术的发展开拓了道路。
王楷群[6]（2010）在《热电堆红外探测器的设计与性能测试》文中认为在红外系统中,红外探测器是最关键的元件之一,是红外装置的心脏,利用红外探测原理将红外辐射信号转换为电信号输出。热电堆红外探测器是非制冷型探测器,具有以下特点：1)可以在室温下工作,而且制造成本低；2)对各个波长的红外辐射均有响应；3)接收到红外辐射后,是通过声子对晶格温度的影响,进而影响该探测器的电学性能；4)检测恒定的辐射量,在恒定的红外辐射量下就会有响应输出。热电堆红外探测器在军事和民用上应用也极其广泛。本论文以热电堆红外探测器为研究对象,从理论与工艺两方面进行了探索,在此基础上,对该探测器进行了性能测试。理论上,针对本文设计的热电堆红外探测器结构,建立了探测器一维热稳态热传导模型,从五个方面（吸收区尺寸、热偶条尺寸、介质支撑膜尺寸、背腔腐蚀窗口尺寸、测试条件）表述了对热电堆红外探测器性能的影响。此外,对探测器进行了热稳态有限元仿真和瞬态有限元仿真,得到了探测器的温度分布云图、热量梯度分布云图、热通量分布云图、温度分布路径分析图和响应时间仿真图,对于探测器接受红外辐射之后的热响应有了直观的表象。热电堆红外探测器的整个制备过程是在中国科学院微电子研究所加工完成的,为了能够顺利地完成整个流片过程,我们首先进行了一系列的关键工艺的单项实验：热电堆红外探测器介质支撑膜的制备单项实验；热电堆红外探测器多晶硅热偶条方阻测试单项实验；热电堆红外探测器多晶硅、氮化硅刻蚀条件单项实验；热电堆红外探测器钝化层制备的单项实验；热电堆红外探测器反射层制备的单项实验；热电堆红外探测器背腔腐蚀硅方案验证实验。在此基础上,设计了完整的工艺流片过程,成功地制备出基于单层低应力氮化硅薄膜的热电堆红外探测器。在实验设计方面,本文对热电堆红外探测器进行了以下几方面的测试：热电堆红外探测器吸收区红外透射谱测试；热电堆红外探测器不同结构尺寸性能测试对比实验；热电堆红外探测器频率响应特性实验；热电堆红外探测器黑体炉温度响应测试实验；热电堆红外探测器吸收层红外吸收特性对比实验；热电堆红外探测器反射层覆盖性能对比实验。以上测试结果表明探测器受结构尺寸变化（吸收区尺寸、热偶条长度、背腔腐蚀窗口尺寸）而表现出不同的响应；在不同调制频率作用下,探测器的响应率和探测率会随着频率的增大而减小,这与探测器本身的热容变化密不可分；在不同黑体炉温度下（范围在403K-823K）,本文所设计的探测器会由于不同的等效红外吸收率而在温度较低区域显示更好的性能；在性能改进实验中,添加碳黑和金属反射层对探测器的性能有显着提高。本文研究创新点主要体现在：a)突破了传统的SiO2-Si3N4三明治式介质支撑膜的制备方法,采用单层低应力氮化硅薄膜作用为探测器的介质支撑膜,实现了厚度可调的探测器介质支撑膜的简单工艺制备方法。b)结合APIE封蜡和CRY封蜡保护探测器正面图形的方法,方法简单易于实现,大大提高了探测器的成品率。c)本文研究了热电堆红外探测器吸收区红外透射光谱,得到了不同厚度的红外吸收薄膜的红外透射谱和添加碳黑前后的吸收区薄膜的红外透射谱,采用分段拟合的方法更为准确地定量描述了探测器实际吸收的红外光谱。d)在探测器的吸收区添加碳黑,在热偶条冷端覆盖钛金反射层,通过实验证明了二者有助于探测器性能的提高。
邹令敏[7]（2009）在《基于MEMS热电堆的表面高温测试技术研究》文中认为瞬态温度由于其温度过高或作用时间很短,难以用传统的热电偶来进行测量。基于微电子技术和半导体技术的的MEMS热电堆传感器,以红外辐射为机理,作为一种非接触式测温器件,不需与被测物体接触,能够有效地消除接触式传感器因安装使温度场产生畸变而出现的测温误差,可以实现非接触式测温;同时由于物体微小的温度波动会产生较大的辐射能量的变化,故传感器的灵敏度很高。因此,可利用MEMS热电堆传感器进行瞬态表面高温测试研究。本文以红外辐射测温为背景,围绕MEMS热电堆传感器表面高温测试系统展开论述,论文主要从理论设计、重点部分性能分析两方面进行了探索。论文首先分析了瞬态温度测试的研究现状,并介绍了热电堆传感器的结构、发展现状及应用。其次,针对测温现状,提出一种用MEMS热电堆传感器来实现高温测量的新方法,设计了基于MEMS热电堆的瞬态（ms量级）表面高温（1500℃-3000℃）测试系统,对系统各部分的功能及材料的选择进行了深入的探讨;同时提出了系统的静动态标定方法,为进一步的研制提供了理论依据。再次,对系统的关键元件陶瓷材料衰减片的红外吸收系数进行研究,分析了典型的傅里叶变换红外光谱仪测量法,并结合系统的特点,提出了一种新的测量方法——MEMS热电堆测量法。两种方法互为验证,试验结果表明MEMS热电堆测量法具有计算更加简单、准确的优点,为系统的实现提供了良好依据。最后,采用先成型后烧结法研制了4.5mm、5.5mm氧化锆陶瓷薄片,并对其吸收系数进行实验,实验结果表明性能良好,可用于MEMS热电堆表面高温测试系统中,为系统的进一步完善打下基础。
杨恒昭,熊斌,李铁,王跃林[8]（2008）在《CMOS工艺兼容的热电堆红外探测器》文中认为提出了一种CMOS工艺兼容的、并采用XeF2气体干法刻蚀工艺释放的热电堆红外探测器。探测器包括硅基体、框架、热电堆、支撑臂、红外吸收层、刻蚀开口等。作为红外吸收层的氧化硅/氮化硅复合介质膜具有多种形状的腐蚀开口,使用各向同性的干法刻蚀从正面刻蚀衬底释放器件。探测器尺寸为2 mm×2 mm,由20对多晶硅-铝热电偶组成,串联电阻1618 kΩ。释放后的器件特性响应率1315 V/W,探测率（1.852.15）×107cmHz1/2/W,时间常数2025 ms。
张萍,周汉昌,郝晓剑[9]（2008）在《微机械热电堆红外探测器的设计》文中研究表明阐述了微机械热电堆的设计原理、所用材料及主要结构,并研究了3×3阵列的微机械制造工艺,该热电堆结构支撑结构为氮化硅—氧化硅—氮化硅的复合介质膜。热电偶材料采用多晶硅和铝,热电偶采用并列排布的结构,对冷端覆盖了绝热层,用以提高热电堆的探测率。由于该制作工艺与标准IC工艺兼容,使得硅基热电堆红外探测器得到了越来越广泛的应用。
梁晋涛,刘诗斌,刘君华,朱长纯[10]（2008）在《碳纳米管压阻微悬臂梁红外热探测器》文中进行了进一步梳理研究了一种压阻复合层微机械悬臂梁红外探测器,建立了其热挠曲理论模型。为提高探测器的红外吸收特性,应用了一种新型红外吸收层材料—碳纳米管,利用IC工艺和微机械加工技术设计制作了一种硅/铝/碳纳米管三层微机械悬臂梁红外探测器。该探测器基于硅和铝两种材料热膨胀系数的差异,存在双物质效应,不同温度下梁的挠度不同,其形变可通过梁根部的压敏电桥检测。实验探索出了在微机械悬臂梁上涂覆碳纳米管吸热层的工艺方法。实验研究了具有碳纳米管薄膜吸热层的三层微机械悬臂梁红外热探测器对红外辐射的响应规律,结果表明,涂覆碳纳米管吸热层使响应灵敏度提高近1倍。此种探测器样管的制作研究为开发新型的红外热探测器提供了新的可能。
二、正面腐蚀方法制作新型微机械红外热堆探测器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、正面腐蚀方法制作新型微机械红外热堆探测器（论文提纲范文）
（1）一种小型MEMS非色散红外光谱仪及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 气体检测技术 |
| 1.2.1 非色散红外微型光谱仪的国内外发展 |
| 1.2.2 非色散红外光谱仪检测气体的基本原理 |
| 1.2.3 朗伯-比尔定律 |
| 1.3 红外光源 |
| 1.3.1 红外光源的类型及特点 |
| 1.3.2 MEMS红外光源研究现状 |
| 1.4 LVOF线性渐变滤光片 |
| 1.4.1 非色散红外光谱仪使用LVOF的背景 |
| 1.4.2 线性渐变滤光片简介 |
| 1.4.3 线性渐变滤光片的应用历史与现状 |
| 1.5 热电堆探测器 |
| 1.5.1 红外辐射理论 |
| 1.5.2 塞贝克效应及热电堆的材料选择 |
| 1.5.3 热电堆的结构和特性 |
| 1.6 本文的选题和主要研究工作 |
| 第二章 MEMS硅基红外光源 |
| 2.1 红外辐射基础理论 |
| 2.1.1 红外辐射与黑体模型 |
| 2.1.2 灰体辐射与发射率 |
| 2.2 MEMS硅基红外光源的设计 |
| 2.2.1 材料设计 |
| 2.2.2 结构设计 |
| 2.3 硅基MEMS红外光源的电—热—力学仿真 |
| 2.3.1 硅基MEMS红外光源的3D有限元建模 |
| 2.3.2 硅基MEMS红外光源的3D有限元电-热-力学模拟 |
| 2.3.3 自加热结构设计 |
| 2.4 MEMS硅基红外光源的制备 |
| 2.4.1 硅基底的选择 |
| 2.4.2 工艺流程 |
| 2.4.3 流片工序 |
| 2.4.4 红外光源的封装 |
| 2.5 MEMS硅基红外光源的性能测试及结果分析 |
| 2.5.1 电学性能的测量 |
| 2.5.2 温度分布的测量 |
| 2.5.3 自加热结构设计和红外透射光谱的测量 |
| 2.5.4 红外辐射光谱的测量 |
| 2.5.5 调制特性的测量 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 红外线性渐变滤光片 |
| 3.1 干涉滤光片基本理论 |
| 3.1.1 法布里—珀罗多光束干涉原理 |
| 3.1.2 线性渐变滤光片结构 |
| 3.1.3 线性渐变滤光片分光特性的近似描述 |
| 3.2 线性渐变滤光片的设计 |
| 3.2.1 F-P型滤波器透射率 |
| 3.2.2 两种全介质F-P型滤波器结构 |
| 3.3 LVOF的制备与表征 |
| 3.3.1 LVOF的制备 |
| 3.3.2 LVOF实测结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热电堆探测器 |
| 4.1 热电堆的工作原理 |
| 4.2 MEMS热电堆芯片的结构 |
| 4.2.1 单层结构 |
| 4.2.2 多层结构 |
| 4.2.3 体微机械和表面微机械结构 |
| 4.2.4 封闭膜结构 |
| 4.2.5 梁型膜结构 |
| 4.2.6 桥式膜结构 |
| 4.2.7 红外吸收层 |
| 4.3 MEMS红外热电堆探测器制备 |
| 4.3.1 MEMS红外热电堆芯片工艺流程 |
| 4.3.2 MEMS红外热电堆探测器的封装 |
| 4.4 热电堆探测器的表征 |
| 4.4.1 热电堆红外探测器测试系统 |
| 4.4.2 红外响应特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 MEMS非色散红外光谱仪集成及测试结果 |
| 5.1 MEMS非色散红外光谱仪的集成 |
| 5.2 测试结果与讨论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要工作与成果 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
（2）基于微桥谐振器感温机理的薄膜热电变换器制作工艺研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 热电变换器概述 |
| 1.2 热电变换器的国内外研究现状 |
| 1.2.1 单元热电变换器 |
| 1.2.2 立体多元热电变换器 |
| 1.2.3 薄膜热电变换器 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 谐振式薄膜热电变换器的基本结构与检测原理 |
| 2.1 基于电热激励－压阻检测微桥谐振器的薄膜热电变换器工作机理 |
| 2.1.1 器件结构 |
| 2.1.2 微桥微桥谐振器电热激励原理 |
| 2.1.3 微桥谐振器压阻检测原理 |
| 2.1.4 微桥谐振器的谐振频率 |
| 2.1.5 谐振式薄膜热电变换器工作原理 |
| 2.2 基于静电激励－电容检测微桥谐振器的薄膜热电变换器工作机理 |
| 2.2.1 器件结构 |
| 2.2.2 微桥谐振器静电激励原理 |
| 2.2.3 微桥谐振器电容检测原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于电热激励－压阻检测微桥谐振器的薄膜热电变换器制作工艺 |
| 3.1 加热电阻芯片制作工艺 |
| 3.1.1 加热电阻制作工艺 |
| 3.1.2 低应力PECVD氮化硅薄膜沉积技术 |
| 3.1.3 绝热薄膜的背面释放工艺 |
| 3.2 电热激励－压阻检测微桥谐振器芯片制作工艺 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于静电激励－电容检测微桥谐振器的薄膜热电变换器制作工艺 |
| 4.1 加热电阻芯片制作工艺 |
| 4.2 静电激励－电容检测微桥谐振器芯片制作工艺 |
| 4.2.1 电极引出方案研究 |
| 4.2.2 微桥谐振器正面释放工艺 |
| 4.3 加热电阻芯片与微桥谐振器芯片键合技术 |
| 4.3.1 MEMS工艺中常用的键合技术 |
| 4.3.2 非晶硅薄膜的制备工艺研究 |
| 4.3.3 键合工艺流程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 谐振式薄膜热电变换器性能测试 |
| 5.1 微桥谐振器的谐振特性测试 |
| 5.2 薄膜热电变换器热电转换误差测量 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（3）CMOS兼容的微机械热电堆红外探测器的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 红外技术及红外探测器技术 |
| 1.1.1 红外技术 |
| 1.1.2 红外探测器 |
| 1.2 热电堆红外探测器 |
| 1.3 微机械热电堆红外探测器 |
| 1.3.1 MEMS |
| 1.3.2 CMOS |
| 1.3.3 CMOS 兼容的微机械热电堆红外探测器 |
| 1.4 研究内容及意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 微机械热电堆红外探测器的设计 |
| 2.1 微机械热电堆红外探测器的工作原理 |
| 2.1.1 塞贝克效应 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.2 微机械热电堆红外探测器的性能参数 |
| 2.3 微机械热电堆红外探测器的材料选择 |
| 2.3.1 热偶条 |
| 2.3.2 吸收层 |
| 2.4 微机械热电堆红外探测器的结构设计 |
| 2.4.1 微机械热电堆红外探测器的结构类型 |
| 2.4.2 共振腔吸收结构 |
| 2.4.3 微机械热电堆红外探测器的结构 |
| 2.5 微机械热电堆红外探测器的尺寸优化与有限元分析 |
| 2.5.1 尺寸优化 |
| 2.5.2 有限元分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 微机械热电堆红外探测器的工艺流程与制作 |
| 3.1 微机械热电堆红外探测器的版图设计 |
| 3.1.1 整体版图 |
| 3.1.2 分层版图 |
| 3.2 微机械热电堆红外探测器的关键工艺单项实验 |
| 3.2.1 隔离槽的刻蚀与填充 |
| 3.2.2 隔离槽平坦化 |
| 3.2.3 多晶硅离子注入 |
| 3.2.4 最小线条连接金属的光刻 |
| 3.3 微机械热电堆红外探测器的工艺流程与制作 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 本文主要研究工作 |
| 4.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 1、论文 |
| 2、参与的科研项目 |
| 致谢 |
（4）新型谐振式红外探测器探测理论与制作工艺研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 红外技术与红外探测器 |
| 1.1.1 红外技术简介与应用 |
| 1.1.2 红外探测器概述 |
| 1.2 热探测器 |
| 1.3 谐振式红外探测器 |
| 1.4 本课题研究的内容 |
| 2 谐振式红外探测器的理论研究与设计 |
| 2.1 新型谐振式红外探测器结构与探测理论 |
| 2.1.1 基本结构与工作原理 |
| 2.1.2 探测器热功率与谐振频率关系理论计算 |
| 2.2 微桥红外吸收层材料研究 |
| 2.2.1 薄膜光学理论 |
| 2.2.2 单层薄膜红外吸收特性研究 |
| 2.2.3 双层薄膜红外吸收特性研究 |
| 2.3 两端固支梁的温度分布研究 |
| 2.3.1 热辐射产生的温度场计算 |
| 2.3.2 激励检测电阻产生的温度场计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 新型谐振式红外探测器制作工艺 |
| 3.1 基于MEMS工艺的谐振式红外探测器工艺流程设计 |
| 3.1.1 负性光刻胶光刻工艺 |
| 3.1.2 溅射工艺 |
| 3.1.3 PECVD氮化硅材料制备 |
| 3.2 初次流片问题分析与关键工艺改进 |
| 3.2.1 多晶硅离子注入制作电阻 |
| 3.2.2 铝线保护工艺 |
| 3.3 改进后的谐振式红外探测器制作工艺流程 |
| 3.4 器件的封装 |
| 3.4.1 封装材料的选择 |
| 3.4.2 引线键合 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 红外探测器性能测试与分析 |
| 4.1 红外探测器的特性参数 |
| 4.2 谐振特性与红外探测性能测试 |
| 4.2.1 谐振特性测试 |
| 4.2.2 红外探测性能测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（5）多孔硅基MEMS非制冷红外探测器微结构与工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 MEMS 与红外探测技术 |
| 1.1 MEMS 技术概述 |
| 1.1.1 MEMS 技术特点 |
| 1.1.2 MEMS 技术分类 |
| 1.1.3 MEMS 技术的应用领域 |
| 1.1.4 MEMS 技术在国内外的发展现状及产业化前景 |
| 1.1.5 MEMS 技术中的瓶颈问题 |
| 1.2 红外探测技术概述 |
| 1.2.1 红外技术基本理论 |
| 1.2.2 红外探测器的发展历史 |
| 1.2.3 非制冷红外探测器的优势 |
| 1.3 非制冷红外探测器的分类 |
| 1.3.1 微测辐射热计 |
| 1.3.2 热释电探测器 |
| 1.3.3 热电堆式红外探测器 |
| 1.3.4 器件性能比较 |
| 1.4 MEMS/多孔硅技术在非制冷红外探测器中的应用 |
| 1.4.1 MEMS 技术在非制冷红外探测器中的优势 |
| 1.4.2 多孔硅作为微测辐射热计绝热层的优势 |
| 1.5 论文的研究背景和工作内容 |
| 第二章 非制冷红外探测器原理、关键工艺和器件结构 |
| 2.1 微测辐射热计的原理与性能参数 |
| 2.1.1 微测辐射热计的原理 |
| 2.1.2 微测辐射热计的性能参数 |
| 2.1.3 微测辐射热计的研究瓶颈 |
| 2.2 微测辐射热计探测器用热敏材料 |
| 2.2.1 热敏材料选择依据 |
| 2.2.2 微测辐射热计常用材料分类 |
| 2.2.3 新型热探测材料 |
| 2.3 微测辐射热计探测器典型结构 |
| 2.3.1 平面式结构 |
| 2.3.2 悬浮式微桥结构 |
| 2.3.3 绝热层结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多孔硅绝热层的制备及力学性能和绝热性能 |
| 3.1 多孔硅概述 |
| 3.1.1 多孔硅的分类 |
| 3.1.2 多孔硅的制备方法及应用 |
| 3.2 多孔硅微观结构的研究 |
| 3.2.1 多孔硅的制备流程 |
| 3.2.2 多孔硅的微观结构与孔隙率的关系 |
| 3.2.3 多孔硅的微观结构与腐蚀电流密度j 的关系 |
| 3.2.4 多孔硅的微观结构与腐蚀时间T 的关系 |
| 3.2.5 多孔硅的微观结构与腐蚀液浓度c 的关系 |
| 3.3 多孔硅微观结构的建模仿真 |
| 3.3.1 多孔硅的生长模型 |
| 3.3.2 多孔硅生长的仿真建模 |
| 3.3.3 多孔硅的生长模拟和实验对比 |
| 3.4 多孔硅力学性能分析 |
| 3.4.1 纳米压痕测量方法的原理 |
| 3.4.2 多孔硅的硬度和杨氏模量的测量实验 |
| 3.4.3 多孔硅表面压痕三维拓扑分析图像 |
| 3.4.4 多孔硅显微硬度和杨氏模量与压入深度的关系 |
| 3.4.5 多孔硅显微硬度和杨氏模量与腐蚀电流密度的关系 |
| 3.5 多孔硅的绝热性能分析 |
| 3.5.1 多孔硅绝热性能的理论分析 |
| 3.5.2 微拉曼光谱法测量多孔硅热导率的原理 |
| 3.5.3 多孔硅的微观结构与热导率的关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多孔硅基氧化钒薄膜的制备、力学性能及温度敏感特性 |
| 4.1 氧化钒薄膜的基本性能 |
| 4.1.1 氧化钒薄膜的热敏特性 |
| 4.1.2 氧化钒薄膜的多价态特性 |
| 4.1.3 氧化钒薄膜的相变特性 |
| 4.2 多孔硅基氧化钒薄膜的制备与微观结构 |
| 4.2.1 多孔硅基氧化钒薄膜的制备 |
| 4.2.2 多孔硅基氧化钒薄膜的微观结构 |
| 4.3 多孔硅基氧化钒薄膜的的力学性能分析 |
| 4.3.1 多孔硅基氧化钒薄膜的载荷-深度分析 |
| 4.3.2 多孔硅基氧化钒薄膜的硬度/杨氏模量分析 |
| 4.4 多孔硅基氧化钒薄膜的的温度敏感特性分析 |
| 4.4.1 多孔硅基氧化钒薄膜的电阻-温度测试结构 |
| 4.4.2 多孔硅基氧化钒薄膜的温度敏感特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微测辐射热计的结构设计与性能模拟 |
| 5.1 非制冷红外微测辐射热计的结构设计原理 |
| 5.1.1 微测辐射热计MEMS 的力学结构设计原理 |
| 5.1.2 微测辐射热计的热学结构设计原理 |
| 5.2 微测辐射热计MEMS 器件结构的EDA 设计 |
| 5.2.1 MEMS 设计EDA 软件 |
| 5.2.2 悬浮式微桥结构的设计 |
| 5.3 微测辐射热计工艺流程的模拟分析与优化设计 |
| 5.3.1 结构改良方案及ANSYS 验证实验 |
| 5.3.2 以优化后参数建立的IntellFAB 工艺模拟 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 微测辐射热计的关键工艺与实验结果 |
| 6.1 微测辐射热计的制作工艺流程 |
| 6.1.1 微测辐射热计阵列的工艺技术 |
| 6.1.2 悬空微桥结构工艺流程 |
| 6.2 非制冷红外微测辐射热计的版图设计 |
| 6.2.1 微测辐射热计的版图设计规则 |
| 6.2.2 微测辐射热计的工艺版图设计 |
| 6.3 非制冷红外微测辐射热计的制作工艺实施 |
| 6.3.1 微测辐射热计的工艺步骤实施 |
| 6.3.2 工艺优化分析 |
| 6.4 微测辐射热计的工艺制作结果 |
| 6.4.1 光刻工艺流程 |
| 6.4.2 多孔硅的图形化 |
| 6.4.3 氧化钒敏感薄膜的图形化 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本论文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）热电堆红外探测器的设计与性能测试（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状概述 |
| 1.2.1 热电堆红外探测器的国外研究现状 |
| 1.2.2 热电堆红外探测器的国内研究现状 |
| 1.3 主要研究工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 红外技术及红外探测器概述 |
| 2.1 红外辐射理论 |
| 2.2 红外探测器概述 |
| 2.2.1 红外探测器的分类与特点 |
| 2.2.2 红外探测器的性能参数 |
| 2.3 热电堆红外探测器的工作原理 |
| 2.4 热电堆红外探测器的器件结构设计 |
| 2.5 热电堆红外探测器的材料选择方法 |
| 2.5.1 热偶材料的选择 |
| 2.5.2 介质支撑膜的选择 |
| 2.6 本章小节 |
| 第三章 热电堆红外探测器热稳态分析与有限元仿真 |
| 3.1 热电堆红外探测器一维热稳态热传导模型分析 |
| 3.1.1 热电堆红外探测器理论分析模型的建立 |
| 3.1.2 热电堆红外探测器的结构参数设计 |
| 3.2 热电堆红外探测器结构的有限元模拟 |
| 3.2.1 热电堆红外探测器结构的静态有限元仿真 |
| 3.2.2 热电堆红外探测器结构的瞬态有限元仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 热电堆红外探测器的工艺设计与加工 |
| 4.1 热电堆红外探测器关键工艺的单项实验 |
| 4.1.1 热电堆红外探测器介质支撑膜的制备单项实验 |
| 4.1.2 热电堆红外探测器背腔腐蚀Si方案验证实验 |
| 4.1.3 热电堆红外探测器多晶硅热偶条方阻测试单项实验 |
| 4.1.4 热电堆红外探测器多晶硅、SiN_x的刻蚀条件单项实验 |
| 4.1.5 热电堆红外探测器钝化层制备的单项实验 |
| 4.1.6 热电堆红外探测器反射层制备的单项实验 |
| 4.2 热电堆红外探测器的工艺流程 |
| 4.3 热电堆红外探测器的版图设计 |
| 4.4 热电堆红外探测器的加工与制作 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 热电堆红外探测器的性能测试 |
| 5.1 热电堆红外探测器红外透射谱的测试 |
| 5.2 热电堆红外探测器的测试原理及电路设计 |
| 5.2.1 热电堆红外探测器测试系统搭建 |
| 5.2.2 热电堆红外探测器外围电路的设计与分析 |
| 5.3 热电堆红外探测器的性能测试 |
| 5.3.1 热电堆红外探测器不同结构尺寸性能测试对比实验 |
| 5.3.2 热电堆红外探测器频率响应特性实验 |
| 5.3.3 热电堆红外探测器黑体炉温度响应测试 |
| 5.3.4 热电堆红外探测器吸收层红外吸收特性对比实验 |
| 5.3.5 热电堆红外探测器反射层覆盖性能对比实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 1. 研究工作总结 |
| 2. 本文的创新点 |
| 3. 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）基于MEMS热电堆的表面高温测试技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景、目的及意义 |
| 1.2 本论文的研究内容 |
| 第2章 热电堆传感器概述 |
| 2.1 瞬态表面温度测量的发展现状 |
| 2.2 红外技术及红外探测器 |
| 2.2.1 红外测温原理 |
| 2.2.2 红外探测器的发展 |
| 2.2.3 红外探测器的分类 |
| 2.3 热电堆传感器 |
| 2.3.1 热电堆传感器的特点 |
| 2.3.2 热电堆传感器的性能参数 |
| 2.4 MEMS 热电堆传感器 |
| 2.5 MEMS 热电堆红外传感器 |
| 2.5.1 MEMS 热电堆红外传感器的结构 |
| 2.5.2 MEMS 热电堆红外传感器的发展 |
| 2.5.3 MEMS 热电堆红外传感器的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 MEMS 热电堆传感器表面高温测试系统 |
| 3.1 MEMS 热电堆表面高温测试系统 |
| 3.1.1 系统总体框图 |
| 3.1.2 系统主要组成 |
| 3.2 A2TPM1334L5.5 OAA300 型热电堆 |
| 3.3 热电堆静态标定 |
| 3.3.1 温度传感器的静态标定装置 |
| 3.3.2 静态标定实验及结果分析 |
| 3.4 MEMS 热电堆表面高温测试系统校准 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 耐高温红外辐射陶瓷衰减片 |
| 4.1 常用陶瓷 |
| 4.2 氧化锆简介 |
| 4.2.1 氧化锆陶瓷 |
| 4.2.2 氧化锆陶瓷的应用和展望 |
| 4.3 氧化锆陶瓷红外吸收系数曲线 |
| 4.3.1 方法1——傅里叶变换红外光谱仪测量法 |
| 4.3.2 方法2——MEMS 热电堆测量法 |
| 4.3.3 陶瓷材料吸收系数的实验验证 |
| 4.4 自制氧化锆陶瓷片 |
| 4.4.1 自制与购买氧化锆陶瓷片吸收系数曲线比较 |
| 4.4.2 氧化锆陶瓷片的制造 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 需进一步开展的工作 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的成果 |
| 致谢 |
（8）CMOS工艺兼容的热电堆红外探测器（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 设计和制作 |
| 2 测试 |
| 3 结语 |
（9）微机械热电堆红外探测器的设计（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 设计原理 |
| 1.1 影响响应率的参数 |
| 1.2 热电偶材料的选择 |
| 1.3 时间常数τ的确定时间常数由下式给出 |
| 2 结构设计 |
| 3 工艺与制作 |
| 1) 硅片处理 |
| 2) 热电堆形成 |
| 3) 硅膜制备 |
| 4) 吸收区制备 |
| 4 实验测试 |
| 5 结束语 |
（10）碳纳米管压阻微悬臂梁红外热探测器（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 复合层微悬臂梁红外探测器的理论建模 |
| 3 实 验 |
| 3.1 器件制作 |
| 3.2 涂覆碳纳米管吸热层的工艺研究 |
| 4 测 试 |
| 5 结 论 |
四、正面腐蚀方法制作新型微机械红外热堆探测器（论文参考文献）
- [1]一种小型MEMS非色散红外光谱仪及其应用研究[D]. 张绍达. 厦门大学, 2019
- [2]基于微桥谐振器感温机理的薄膜热电变换器制作工艺研究[D]. 韩东. 中国计量大学, 2018(02)
- [3]CMOS兼容的微机械热电堆红外探测器的设计[D]. 高璇. 中北大学, 2013(10)
- [4]新型谐振式红外探测器探测理论与制作工艺研究[D]. 冯日盛. 中国计量学院, 2013(04)
- [5]多孔硅基MEMS非制冷红外探测器微结构与工艺研究[D]. 杨海波. 天津大学, 2010(07)
- [6]热电堆红外探测器的设计与性能测试[D]. 王楷群. 中北大学, 2010(04)
- [7]基于MEMS热电堆的表面高温测试技术研究[D]. 邹令敏. 中北大学, 2009(11)
- [8]CMOS工艺兼容的热电堆红外探测器[J]. 杨恒昭,熊斌,李铁,王跃林. 半导体技术, 2008(09)
- [9]微机械热电堆红外探测器的设计[J]. 张萍,周汉昌,郝晓剑. 传感器与微系统, 2008(05)
- [10]碳纳米管压阻微悬臂梁红外热探测器[J]. 梁晋涛,刘诗斌,刘君华,朱长纯. 光学精密工程, 2008(04)