3．2熱釋電非制冷紅外探測器

熱釋電探測器的工作原理為熱電晶體的熱釋電效應(yīng)。由于熱釋電探測器的性能隨著熱量的下降而降低，所以良好的熱絕緣結(jié)構(gòu)是制作高性能熱釋電探測器的關(guān)鍵。最早采用的絕緣技術(shù)，是把熱釋電紅外探測器或陣列通過可塑性金屬（如In）臺面與Si信號處理電路對接，但In的熱絕緣性能很差，不利于制作高性能的大面積集成熱釋電紅外焦平面陣列?，F(xiàn)在多采用MEMS技術(shù)制作橋式結(jié)構(gòu)或者懸浮的膜式結(jié)構(gòu)來改善感應(yīng)單元的熱鄉(xiāng)這樣當紅外光照射時，每個感應(yīng)單元可以獲得一個相對大的溫度升高值，相應(yīng)地提高了探測器的靈敏度。圖2是一種采用懸浮的膜式結(jié)構(gòu)的微機械熱釋電紅外探測器感應(yīng)單元截面圖。

現(xiàn)在用于非致冷紅外焦平面的鐵電材料主要有BST，PZT和PST三種。下面是一種BST薄膜紅外探測器膜式絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法。先用Pt／Ti／pSi／n-Si作襯底，采用溶膠-凝膠法沉積BST薄膜，然后利用光刻和離子束刻蝕技術(shù)，將BST薄膜與pt底電極刻成列陣圖案，接著采用光刻和離子束濺射技術(shù)，在每個BST薄膜探測單元上面濺射Pt薄膜作為上電極，再使用雙面光刻技術(shù)，與正面探測單元相對應(yīng)，在基片的背面套刻彼此互不相連的面單元圖案，使用EDP腐蝕去探測單元背面的Si襯底，使得每個探測單元懸空，形成膜式絕緣結(jié)構(gòu)。

用MEMS技術(shù)制作橋式結(jié)構(gòu)或者懸浮的膜式結(jié)構(gòu)有兩個關(guān)鍵問題需要解決：一是找到沉積高質(zhì)量鐵電材料薄膜的技術(shù)，該技術(shù)還必須與Si-CMOS電路的工藝溫度和刻蝕技術(shù)相兼容；二是沉積膜與硅基底之間必須有高的熱絕緣。

T．Evans等人利用硅膠做沉積膜與硅基底之間的熱絕緣層，較好地解決了沉積膜與硅基底之間的熱絕緣問題。當硅膠的孔隙率為75％～95％時，有著比空氣更低的熱導(dǎo)率（比較結(jié)果如圖3所示），而且該方法與標準IC工藝完全兼容（這種技術(shù)在鐵電存儲器制作中已得到成熟運用），用這種技術(shù)做出的陣列是低成本非制冷紅外探測器制作的又一選擇。

3．3微測輻射熱計