非制冷紅外焦平面探測器性能參數(shù)在很大程度上取決于其使用的紅外敏感材料,因此,尋求具有低噪聲水平和高電阻溫度系數(shù)(TCR)的紅外敏感薄膜材料尤為重要。TCR較大的非晶硅(a-Si)薄膜材料因其具有摻雜可控性,備受人們關注。研究表明,在a-Si中摻入金屬釕(Ru)后形成的硅釕合金薄膜,電學性能可得到大幅度改善。本文以硅釕合金薄膜為出發(fā)點,將氫元素和氧元素分別引入到硅釕合金薄膜中,試圖探尋適用于非制冷紅外焦平面探測器的敏感薄膜材料。本文涉及到薄膜低頻噪聲的研究,考慮到金屬與半導體的接觸質量會影響薄膜的低頻噪聲可信度,因此實驗測量了鋁電極與不同濃度釕摻雜硅釕合金薄膜的I-V特性曲線,并采用線性傳輸線方法(LTLM)評價其電接觸質量。研究表明,鋁電極與三種Ru摻雜濃度的硅釕合金薄膜形成的接觸均為歐姆接觸,其中,鋁電極與Ru摻雜濃度為1%的硅釕合金薄膜形成的歐姆接觸質量最好,比接觸電阻ρc=9.33Ωcm2。采用射頻磁控濺射沉積裝置沉積薄膜,研究了不同氫氣流量對硅釕合金薄膜結構及低頻噪聲的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):1)隨氫氣流量的增大,薄膜電阻率和低頻噪聲盡管有所改善,但整體上并沒有優(yōu)于無氫摻雜時的硅釕合金薄膜;2)300℃退火處理可以改善薄膜的低頻噪聲水平;3)薄膜TCR的絕對值隨著氫氣流量的增加而增大,但離微測輻射熱計的實際應用需求還有一定的差距。采用射頻磁控濺射沉積裝置沉積薄膜,研究了不同氧氬比對硅釕合金薄膜結構及低頻噪聲的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):1)摻入微量氧時,薄膜電阻率為92.2Ωcm,而無氧摻雜時,薄膜電阻率為1211.5Ωcm;2)摻入微量氧時,薄膜的低頻噪聲系數(shù)H=4.92E-11,而無氧摻雜時,薄膜噪聲系數(shù)H=6.64E-10;3)薄膜TCR絕對值隨著氧氬比的升高逐漸下降,但仍然處于可以應用的范圍;4)經300℃退火后,薄膜低頻噪聲水平得到進一步提高,噪聲系數(shù)降低至1.563E-12。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TN215;TB383.2

【參考文獻】

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本文編號：2826137