非致冷红外探测器用氧化钒薄膜工艺研究

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本论文以高纯五氧化二钒和高纯金属钒分别作为蒸发源和溅射靶材,采用真空蒸发法和反应射频磁控溅射方法制备了氧化钒薄膜。在实验中主要研究了基片温度、Ar/O2比、真空热处理等条件对氧化钒薄膜性能的影响。对于蒸发镀膜,适当提高基片温度有利于形成结晶良好的薄膜,温度较低时可能形成非晶态薄膜。通过对样品热处理前后XRD和XPS分析我们可以得到真空热处理有利于VO2的形成。反应射频磁控溅射制备的薄膜样品的电阻温度曲线呈现递减趋势,显示出负的电阻温度系数,具有良好的热敏特性,认为制备的较符合氧化钒薄膜电阻要求的样品的电阻温度系数在-2.3%/K左右;通过调整Ar/O2比,薄膜的电阻变化较大,范围在0.04657~4086KΩ,各样品的成分变化也很大;对溅射制备的部分样品进行真空热处理得到了下面的结论:在成份上,真空热处理能够促使V2O5还原向VO2转化;在电性能上,真空热处理降低了薄膜电阻,提高了电阻温度系数;在微观结构上,真空热处理使晶粒排列有序致密,缺陷消失;对于不同温度的真空热处理,较高温度有利于晶粒排列均匀,电性能更好。
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