微型红外辐射探测芯片的设计及实验研究

作     者：梁中翥 

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130033 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2011年第31卷第11期

页      面：171-177页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61007023) 吉林省科技发展计划(20090351 20080122)资助课题 

主　　题：测量 太阳辐照度 绝对辐射计 红外辐射探测芯片 镍磷黑吸收膜 微机电系统(MEMS)技术 

摘      要：针对太阳辐照度测量仪器高性能及微型化的要求,研究了一种绝对辐射计的关键器件———微机电系统(MEMS)微型红外辐射探测芯片。该芯片以在红外宽光谱范围内具备高吸收率的镍磷黑膜层吸收辐射,以高机械性能、高热导率且绝缘的金刚石材料作为基片,利用集成的薄膜电阻丝进行电加热等效。制备的镍磷黑红外吸收膜层的表面具有较多无规则微孔,其直径分布在50nm～10μm,形成一个布满微孔特征的表面。镍磷黑红外吸收膜层的反射率在1.5～16μm光谱范围为0.4%以下,其红外透射比在1.5～15μm波段为0.15%以下,从而有效吸收率达到0.99以上。选择电学性能稳定的康铜材料作为薄膜电阻丝材料,采用MEMS工艺制备薄膜电阻丝。薄膜电阻丝的电阻稳定在50.3kΩ,能够满足红外辐射探测芯片的设计要求。