上海交通大学先进电子材料与器件校级平台，上海 200240
在常温、高真空条件下，采用高纯金属镁靶和 V2O5靶进行共溅射，利用镁原子的还原性，将＋5价的钒还原为＋4价，在硅衬底上制备钒的氧化物薄膜。当 Mg和 V的原子比为 1:2时，XPS测试表明薄膜中有 V4＋和 V2＋存在。X射线衍射结果显示，制备的薄膜主要成分是 MgV2O5，且结晶状况良好。温度-电阻率测试结果显示，薄膜在 20℃附近有相变行为，电阻温度系数高达－8.6%/K，回线弛豫温度约为 0.3℃，负温度系数热敏电阻材料常数高达 6700。这一发现为制备非制冷焦平面探测用的热敏薄膜材料提供了新的思路。
共溅射 电阻温度系数 热敏薄膜 co-sputtering, MgV2O5, TCR, thermal sensitive film MgV2O5
红外与激光工程
2021, 50(2): 20200349
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,成都 610054
微测辐射热计结构的电阻温度系数（TCR）及其电阻值对非致冷红外焦平面探测器的性能有极大影响。基于精确的微测辐射热计三维模型，采用热电偶合有限元方法，分析了其电学特性，针对所建立模型，加载0.5~10μA的直流偏置电流，得到各偏置下的温度及电势相应特性，并由此获取了不同温度下结构的电阻值，进而推导出一定温度内整个模型的TCR，从而为后端读出电路的设计提供参考。最后对实际制备的器件进行测试，验证了该方法的可靠性。
微测辐射热计 有限元分析 电阻温度系数 热电耦合场分析 电学特性 micorobolometer finite element analysis TCR thermoelectricity field-coupling electrical characteristics
1 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
2 北方广微科技有限公司, 北京 100089
氧化硅(SiOx)原位钝化层对氧化钒(VOx)薄膜电学特性的影响分析旨在改善像元微桥结构的光学吸收特性,提高热敏VOx 薄膜层的方阻和电阻温度系数(TCR)稳定性.采用离子束溅射沉积50 nm VOx 薄膜后,紧接着沉积30 nm SiOx 钝化层.通过原位残余气体分析仪(RGA)和衬底温度控制,调节氧化钒薄膜中的氧含量,分析了VOx 单层膜、SiOx/VOx 双层膜的电学特性随工艺温度的变化规律,原位残余气体分析仪(RGA)和150℃加温工艺提高了VOx 热敏层薄膜的方阻和电阻温度系数稳定性.
离子束溅射沉积 SiOx/VOx 双层膜 残余气体分析仪(RGA) 电阻温度系数(TCR) ion beam sputter deposition SiOx/VOx film stack residual gas analyser temperature coefficient of resistance
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, 成都 610054
室温下, 通过采用直流反应磁控溅射法在覆盖有氮化硅薄膜的单晶硅衬底上生长了厚度约为100nm的氧化钛薄膜。掠入射X射线衍射分析结果表明在室温下, 不同氧分压下生长的氧化钛薄膜均具有非晶结构。分别采用场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对薄膜的表面和断面形貌以及薄膜的组分进行了分析和表征。对薄膜的电学特性测试发现非晶氧化钛薄膜在293~373K的温度范围内主要依靠热激发至扩展态中的电子导电。
反应溅射 非晶氧化钛 reactive sputter TCR TCR amorphous titanium oxide FESEM FESEM
1 电子科技大学 光电信息学院, 成都 610054
2 武汉国家光电实验室, 武汉 430074
利用磁控反应溅射镀膜方法在低温(250℃)条件下制备了主要成分为B相亚稳态二氧化钒(VO2)的薄膜材料。电学性能测试表明: 室温下该薄膜的方块电阻为50kΩ左右, 电阻温度系数为-2.4％/K, 可以作为非致冷红外微测热辐射热计的热敏材料。
二氧化钒薄膜 磁控溅射 微测辐射热计 非致冷红外探测器 电阻温度系数 VO2 (B) thin film magnetron sputtering microbolometer uncooled infrared detector TCR
西安工业大学 光电工程学院， 陕西 西安 710032
氧化钒(VOx)薄膜是一种广泛应用于红外热成像探测的薄膜材料，研究VOx薄膜的制备工艺、获取高电阻温度系数(TCR)的VOx薄膜具有重要意义。以高纯金属钒作靶材，采用射频磁控溅射的方法在室温下制备了VOx薄膜。主要研究了氩氧流量比以及功率等工艺参数对薄膜TCR的影响，获得了较好的工艺参数。采用万用表和X射线光电子能谱仪(XPS)分别测试了不同条件下射频磁控溅射法制备的VOx薄膜的电阻特性和薄膜成分，测试结果表明，采用所获得的较好工艺参数制备的VOx薄膜TCR值大于1.8%。
射频磁控溅射 氧化钒(VOx)薄膜 电阻温度系数(TCR) RF magnetron sputtering vanadium oxide (VOx) films temperature coefficient of resistance (TCR)
1 合肥工业大学材料科学与工程学院， 安徽 合肥 230009
2 中国电子科技集团公司43研究所， 安徽 合肥 230022
以高纯氧和高纯氩为气源，通过改变薄膜的制备工艺，用直流磁控溅射法在玻璃和单晶硅片上制备了VOx 薄膜，并对其进行了退火处理。借助LCR测试仪和X射线衍射仪，对VOx 薄膜的电阻温度系数、晶体结构进行了检测。结果表明，当溅射 气压为1.5Pa，功率为100W，时间为1h，氧氩比为0.8-1.5mm∶-1.5mm25时， 经450℃退火后，玻璃基片上制备的薄膜的电阻温度系数(TCR)超过-0.02/℃，其结构和性能最好。同时对比了玻璃和单晶硅基片对VOx 薄膜的生长、性能和结构的影响。当氧氩比为0.8-1.5mm∶-1.5mm25时，单晶硅片上制得的VOx 薄膜的质量和性能最好。
直流磁控溅射 退火 VOx 薄膜 工艺 电阻温度系数 DC magnetron sputtering annealing VOx thin films process TCR
1 兰州大学物理科学技术学院,甘肃,兰州,730000
2 兰州物理所,甘肃,兰州,730000
用射频磁控反应溅射在石英玻璃和硅片上沉积氧化钒薄膜.利用X射线衍射,X射线光电子谱,原子力显微镜,分光光度计和电阻测量手段对沉积薄膜结构、形貌和性能进行了测试.结果表明,沉积薄膜的电阻温度系数大于1.8%/℃,方块电阻为22±5kΩ/□.
氧化钒 薄膜 微测热辐射计 电阻温度系数. vanadium oxide thin films microbolometer TCR.
1 复旦大学电子工程系,上海,200433
2 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海,200083
报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法.采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5).对不同温度退火后氧化钒薄膜在10～100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数(TCR)值为(-1～-4)%K-1.研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料.
氧化钒 非致冷红外微测辐射热计 离子束溅射 电阻温度 系数 氮氢退火. vanadium oxide uncooled IR micro bolometer ion beam sputtering TCR reduction annealing.
