非致冷红外焦平面阵列VO2薄膜结构和性能研究

摘要

采用射频磁控反应溅射方法,通过精确地控制氧分压、基底温度等关键工艺参数,沉积出满足非致冷红外焦平面阵列使用的VO2薄膜.解决了以往其它方法制备过程中薄膜相成份较为复杂、薄膜不均匀和电阻温度系数达不到使用要求的问题.利用X射线衍射和X射线光电子谱,分析了薄膜的成分、相结构、结晶和价态情况,用原子力显微镜表征了薄膜的微观结构,分光光度计分析了薄膜在可见到红外波段(500～2 500nm)高低温透射率变化情况,对薄膜的电学性能也进行了测量和分析.结果表明VO2薄膜纯度高,结晶好,薄膜的光透射率在波长2 000nm处相变前后改变了42%,室温下的方块电阻为26.8kΩ/□,电阻温度系数为2.2%/℃.同时给出了利用X射线光电子谱中钒的V2p3/2特征峰位表征氧化钒相结构的方法.