1、微电子学与固体电子学专业毕业论文 精品论文 微测辐射热计用氧化钒薄膜的制备及其电阻温度性能研究关键词：氧化钒薄膜 相变特性 电阻温度系数 热敏感性能 微测辐射热计摘要：氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度
2、和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2 和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于 Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，
3、和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为
4、 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续 2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。正文内容氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐
5、射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2 和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，Si
6、O2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于 Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄
7、膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续 2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多
8、孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的
9、影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2
10、 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3
11、.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下
12、，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并
13、对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种
14、方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达
15、-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流
16、对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化
17、钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温
18、度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度
19、灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特
20、性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价
21、态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束
22、溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数
23、（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温
24、度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的
25、缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的
26、热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表
27、面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高
28、基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室
29、温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧
30、化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 V
31、Ox/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性
32、的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了
33、室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的
34、前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从
35、而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温
36、电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化
37、钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。氧化钒薄膜具有高的电阻温度系数（TCR） ，是制备微测辐射热计的理想热敏感材料。高的电阻温度系数和良好的绝热结构是获得高性能微测辐射热计的前提。本论文采用直流对靶磁控溅射和射频离子束溅射两种方法制备了氧化钒薄膜，研究了高基底温度状态 SiO2 和 Si3N4 基底表面对氧化钒薄膜组分的影响，采用热氧化低价态氧化钒薄膜和热还原高价态氧化钒薄膜的方式分别制备了具有相变特性氧化
38、钒薄膜，分析了相变特性氧化钒薄膜的组分、结晶结构对相变温度和室温电阻温度系数的影响，设计与制作了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构，并对氧化钒薄膜的温度灵敏度进行了比较，获得了一些有意义的结果。 SiO2和 Si3N4 基底在 500高基底温度下，表面活性增加，SiO2 表面参与氧化钒薄膜生长的氧增加，Si3N4 表面参与氧化钒薄膜生长的氧减少，从而影响其上生长的氧化钒薄膜的成分，相同氧分压下，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态高于Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态；升高基底温度时，SiO2 基底表面氧化钒薄膜的价态升高，Si3N4 基底表面氧化钒薄膜的价态降低。 分别采用直流
39、对靶磁控溅射制备低价态氧化钒薄膜再附加热氧化处理的方式，和射频离子束溅射制备高价氧化钒薄膜附加热还原处理的方式获得了具有相变特性的氧化钒薄膜，第一种方式获得相变特性氧化钒薄膜的热处理温度最低为 300，克服了以往高温条件下热处理不能与 MEMS 工艺兼容的缺点：相变特性氧化钒薄膜的组分以VO2 为主，含有 V2O3 和 VO，室温 TCR 为-2.25/K；室温电阻温度系数随相变温度的降低逐渐升高；采用第二种方式获得的相变氧化钒薄膜的组分以 VO2 为主，含有 V2O5 和 V2O3，室温 TCR 可达-3.0/K；分析发现，具有相变特性的氧化钒薄膜中含有 V2O5 时，室温电阻温度系数明显增
40、大。 利用射频离子束溅射方法制备氧化钒薄膜，对氧气比例为 48.83制备的氧化钒薄膜进行连续2 次 450/3h 热处理，获得了室温电阻温度系数高达-4.7/K 的氧化钒薄膜。 对比了 VOx/PS/Si 结构与 VOx/Si 结构中氧化钒薄膜电阻对温度的热敏感性能，研究了多孔硅基底温度升高对氧化钒薄膜组分的影响。多孔硅基底上的氧化钒薄膜电阻具有比硅基底上的氧化钒薄膜电阻更高的温度灵敏度，电阻值随功率的变化率是硅的 20 倍；通过调节制备条件，在多孔硅基底上获得了适合微测辐射热计应用的氧化钒薄膜；高温状态下，多孔硅表面覆盖的 SiO2 层活性高，获得的氧化钒薄膜中钒被氧化的程度更高。特别提醒
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