用于制造具有基于氧化钒的敏感材料的微测辐射热计的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造包括基于氧化钒(VO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造具有基于氧化钒的敏感材料的微测辐射热计的方法
本专利技术的领域是用于检测例如红外线或太赫兹的电磁辐射的设备的领域，所述设备包括至少一个电阻式热检测器，该电阻式热检测器包括基于氧化钒的敏感材料。本专利技术尤其适用于红外线成像和热成像的领域。由于本专利技术是与法国国防部签订了合同，法国国防部对本专利技术具有一定的权利。
技术介绍
电磁辐射检测设备可包括电阻式热检测器(也称作微测辐射热计)矩阵，每个微测辐射热计包括能够吸收待检测电磁辐射的吸收部分。出于确保微测辐射热计的敏感材料的隔热的目的，吸收部分通常是通过锚固柱悬挂在衬底上方的膜的形式，并通过固定臂和隔热臂与该衬底隔热。这些锚固柱和隔热臂通过将悬挂膜与一般是被布置在衬底中的读取电路电连接还具有电气功能。吸收膜包括敏感材料，其电阻率ρ随材料温度而变化。敏感材料的特征在于环境温度下的电阻率的值ρa以及其系数α(或TCR)，该系数由以下关系式来定义：α＝1/ρxdρ/dT。敏感材料可以是通常选自非晶硅和氧化钒VOx的半导体材料。敏感材料的选择尤其取决于它与常用于微电子学领域、尤其是硅技术中的传统的沉积和蚀刻步骤的兼容性。然而，基于氧化钒的敏感材料的电气特性可能会在微测辐射热计制造方法之后衰退。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少部分地弥补现有技术的缺陷，更具体地说，在于提出一种用于制造包括基于氧化钒的敏感材料的至少一个微测辐射热计的方法，其电气特性得到保留，更确切地说，在制造方法之后其敏感材料的1/f噪声劣化的风险受到限制，甚至被去除。为此，本专利技术的主题在于一种用于制造包括敏感材料的至少一个微测辐射热计的方法，该方法允许至少限制所述敏感材料的噪声劣化，●所述敏感材料由基于氧化钒和至少氮作为附加化学元素的第一化合物形成；●所述方法包括以下步骤：○将敏感材料制成薄层的步骤；○在高于环境温度的温度Tr下将敏感材料暴露持续时间Δtr的步骤，该热暴露步骤在敏感材料的制成步骤之后进行，■温度Tr和持续时间Δtr使得非晶并且在环境温度下的电阻率的固有值为1Ω.cm至30Ω.cm、在温度Tr下经受暴露持续时间Δtr的步骤的所述第一化合物在环境温度下的电阻率小于其固有值的50％；●所述方法还包括以下步骤：i.确定添加到所述第一化合物而由此形成改性化合物的附加化学元素的非零的所谓的有效量，基于该有效量，在温度Tr下经受暴露持续时间Δtr的步骤的所述改性化合物在环境温度下的电阻率ρa|r大于或等于所述敏感材料在环境温度下的固有值ρa的50％；ii.在将敏感材料制成薄层的所述步骤期间，该敏感材料由所述改性化合物形成，该改性化合物的附加化学元素的量大于或等于之前确定的有效量，所述敏感材料是非晶的、在环境温度下的电阻率的固有值ρa为1Ω.cm至30Ω.cm，并具有均质的化学成分；iii.由此，在温度Tr下将敏感材料暴露持续时间Δtr的所述步骤之后，所述敏感材料(15)具有其劣化已经被至少限制的噪声。以下是该制造方法的一些优选但非限制性的方面。所述制造方法可以包括确定考虑了附加化学元素的包含非零量的敏感材料在环境温度下的电阻率的固有值ρa的预先步骤。所述制造方法也可以包括确定第一化合物在环境温度下的电阻率的固有值的预先步骤。暴露敏感材料的步骤可以包括沉积覆盖敏感材料的保护层的步骤。暴露敏感材料的步骤可以包括沉积对于待检测电磁辐射透明的封装层的步骤，该封装层旨在限定微测辐射热计所在的腔。温度Tr可以高于或等于280℃，甚至等于310℃，容差在5℃。持续时间Δtr可以大于或等于90分钟。敏感材料可以在低于温度Tr的温度(例如环境温度)下制成。本专利技术还涉及一种微测辐射热计，其包括由基于氧化钒和至少氮作为附加化学元素的第一化合物制成的敏感材料。该敏感材料：○是非晶的；○在环境温度下的电阻率为1Ω.cm至30Ω.cm；○具有均质化学成分；以及○具有至少等于0.070的氮量，该氮量定义为氮原子数与钒原子数的比值。定义为氧原子数与钒原子数的比值的氧量优选为1.42至1.94，容差为正负0.05。此外，敏感材料在环境温度下的电阻率可以为2Ω.cm至30Ω.cm，并且其氧量则可以为1.56至1.94，容差为0.05。氮量则可以至少等于0.073。敏感材料可以被由氮化硅制成的保护层覆盖。本专利技术还涉及一种电磁辐射检测设备，其包括如上述特征中任一项所述的微测辐射热计的矩阵。微测辐射热计可以被布置在至少一个气密腔中，该气密腔由对于待检测电磁辐射透明的封装结构限定，该封装结构包括由非晶硅制成的至少一层。所述检测设备可以包括位于气密腔中的吸气材料。附图说明阅读以下通过非限制性示例的方式并参照附图对本专利技术的优选实施例的详细说明，本专利技术的其它方面、目的、优点和特征将更好地显现，在附图中：图1A和1B分别是根据一个实施例的微测辐射热计的立体局部示意图和沿着A-A平面的剖视局部示意图，该微测辐射热计包括基于氧化钒的敏感材料；图2A至2C分别示出：○基于氧化钒制成的不包含氮的基础化合物在环境温度下的电阻率随热暴露温度Tr的变化的示例；○没有热暴露和在310℃下热暴露90分钟之后，VOx基础化合物的TCR系数值随其电阻率的变化的示例；○没有热暴露和在310℃下热暴露90分钟之后，VOx基础化合物的表征1/f噪声的参数值随其电阻率的变化的示例；图3A和3B是没有热暴露和在不同温度下热暴露90分钟之后的VOx基础化合物的拉曼光谱示例；图4是示出在温度Tr下暴露所述材料持续时间Δtr之后，对于包括或不包括足够量的氮的情况下，基于氧化钒的敏感材料在环境温度下的电阻率ρa|r的变化的图。具体实施方式在附图和说明书的其余部分中，相同的附图标记表示相同或相似的元素。另外，各种元素没有按比例显示，以便于附图的清晰。此外，不同的实施例和变型不是互相排斥的，并且可以彼此组合。除非另有说明，否则术语“基本上”、“大约”、“约”是指在10％以内，优选在5％以内，并且就温度而言，在10℃以内且最好在5℃以内。此外，除非另有说明，否则表达“包括”应理解为“包括至少一个”。与化合物的化学组成有关的表示由其经验化学式表示，通常相对于钒的一(1)个原子表示。因此，对于化合物VOxBy(此处纯粹出于说明目的而提及)，氧量的x值为每1个钒原子的氧原子数，而硼量的y值为每1个钒原子的硼原子数。化学元素量的值在10％以内。此外，化合物VOxBy中每种化学元素的原子比例对于钒为1/(1+x+y)、对于氧为x/(1+x+y)，并且对于硼为y/(1+x+y)。本专利技术尤其涉及一种用于制造包括基于氧化钒VOx的敏感材料的至少一个电阻式热检测器(也称作微测辐射热计)的方法。该微测辐射热计可以适于检测红外线或太赫兹辐射。该敏感材料包括至少一种附加化学元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造包括敏感材料(15)的至少一个微测辐射热计(10)的方法，所述方法允许至少限制所述敏感材料(15)的噪声劣化，/n●所述敏感材料(15)由基于氧化钒(VO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180215 FR 18001451.一种用于制造包括敏感材料(15)的至少一个微测辐射热计(10)的方法，所述方法允许至少限制所述敏感材料(15)的噪声劣化，
●所述敏感材料(15)由基于氧化钒(VOx)和至少氮作为附加化学元素的第一化合物形成；
●所述方法包括以下步骤：
○将所述敏感材料制成薄层的步骤；
○在高于环境温度的温度Tr下将所述敏感材料暴露持续时间Δtr的步骤，该热暴露步骤在敏感材料的制成步骤之后进行，
■温度Tr和持续时间Δtr使得非晶并且在环境温度下的电阻率的固有值为1Ω.cm至30Ω.cm、在温度Tr下经受暴露持续时间Δtr的步骤的所述第一化合物在环境温度下的电阻率小于其固有值的50％；
●所述方法还包括以下步骤：
i.确定添加到所述第一化合物而由此形成改性化合物的附加化学元素(N)的非零的所谓的有效量，基于该有效量，在温度Tr下经受暴露持续时间Δtr的步骤的所述改性化合物在环境温度下的电阻率ρa|r大于或等于其固有值ρa的50％；
ii.在将敏感材料(15)制成薄层的所述步骤期间，该敏感材料由所述改性化合物形成，该改性化合物的附加化学元素(N)的量大于或等于之前确定的有效量，所述敏感材料(15)是非晶的、在环境温度下的电阻率的固有值ρa为1Ω.cm至30Ω.cm，并具有均质的化学成分；
iii.由此，在温度Tr下将敏感材料(15)暴露持续时间Δtr的所述步骤之后，所述敏感材料(15)具有其劣化已经被至少限制的噪声。


2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，暴露所述敏感材料(15)的步骤包括沉积覆盖敏感材料的保护层(22)的步骤。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·珀朗，格扎维埃·祖基，克莱尔·维亚勒，瓦莱丽·古东，阿卜杜卡迪尔·阿利亚内，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国;FR