×
27.06.2015
216.013.58eb

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА МАТРИЦЫ ТЕПЛОВОГО ПРИЕМНИКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к созданию тонкопленочных элементов матрицы неохлаждаемого типа в тепловых приемниках излучения (болометров) высокой чувствительности. Способ получения чувствительного элемента матрицы теплового приемника на основе оксида ванадия представляет собой нанесение металлической пленки ванадия и электродов методами магнетронного распыления и последующей лифт-офф литографии на диэлектрическую подложку. Затем через металлическую пленку ванадия пропускают электрический ток высокой плотности, под действием которого она нагревается и термически окисляется. После нагрева структуры и образования оксида VO ток отключают, и происходит остывание сформированного тонкопленочного элемента. Изобретение позволяет значительно упростить способ изготовления чувствительного элемента матрицы теплового приемника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к созданию тонкопленочных элементов матрицы неохлаждаемого типа в тепловых приемниках излучения (болометров) высокой чувствительности.

Известен способ получения тонкопленочных элементов матрицы на основе оксида ванадия VOx, где x находится в пределах от 1.5 до 2.0. При этом часть ионов ванадия в оксиде заменены ионом металла М, где ион металла М может представлять собой следующие элементы: хром (Cr), алюминий (Al), железо (Fe), марганец (Mn), ниобий (Nb), тантал (Та) и титан (Ti). Оксид ванадия наносят на подложку методом магнетронного распыления или золь-гель методом. Полученный тонкопленочный элемент матрицы обладает низким сопротивлением и большим значением температурного коэффициента сопротивления ТКС [1].

Недостатком данного способа является то, что требуются значительные затраты времени и высокая трудоемкость изготовления.

Также известен способ получения чувствительного элемента матрицы теплового приемника, где аморфные пленки оксида, предпочтительно оксида ванадия (VOx), наносят на термически выращенный диоксид кремния при помощи магнетронного распыления на постоянном токе (DC) совместно с благородным металлом (золотом или платиной) в контролируемом соотношении газовой атмосферы (аргона и кислорода). В патенте определены оптимальные условия для подготовки чувствительного материала, представляющего собой аморфный оксид ванадия, легированный благородным металлом [2].

Недостатком данного способа является трудоемкость изготовления тонкопленочной ячейки болометра, в частности необходимость прецизионного контроля соотношения аргона и кислорода при магнетронном распылении.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, основанный на осаждении тонкой пленки металлического сплава ванадия-вольфрама на диэлектрической подложке, при помощи высокочастотного (RF) распыления, химического осаждения из паровой фазы (CVD) или лазерной абляции (PLD). Толщина получаемой пленки металлического сплава составляет 25-200 нм, содержание вольфрама в сплаве от 1 до 50 атомных процентов. Полученные тонкие пленки металлического сплава ванадия-вольфрама окисляются путем термической обработки при температуре 250-400°C. В результате получается пленка аморфного оксида ванадия-вольфрама (V-W-Ox), являющаяся чувствительным материалом элемента матрицы теплового приемника [3].

Недостатком данного способа является сложность изготовления ячейки, в частности необходимость контроля композиционного отношения ванадия и вольфрама.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в существенном упрощении изготовления чувствительного элемента матрицы теплового приемника, обеспечении высокого температурного коэффициента сопротивления, благодаря малым линейным размерам чувствительного элемента. Кроме того, за счет снижения температуры подложки предотвращается температурное разрушение соседних элементов пленочных структур.

Достигается технический результат за счет того, что для чувствительного элемента, установленного между электродами, используют перемычку оксида ванадия VOx, которую получают при помощи термического окисления расположенной между электродами металлической пленки ванадия, нагреваемой за счет пропускания электрического тока высокой плотности в кислородосодержащей среде, причем оксид ванадия VOx определяют в пределах x от 1,5 до 2,5, а плотность тока выбирают в пределах (1-5)·106 А/см2.

На фиг.1 изображен чувствительный элемент матрицы теплового приемника, где 1 - металлическая пленка ванадия, 2 - область оксида VO3, 3 - электроды, 4 - диэлектрическая подложка SiO2.

Способ получения чувствительного элемента матрицы теплового приемника на основе оксида ванадия представляет собой нанесение металлической пленки ванадия 1 и электродов 3 методами магнетронного распыления и последующей лифт-офф литографии на диэлектрическую подложку SiO2 4. Размеры ванадиевой перемычки 1: ширина D=3-10 мкм и длина L=10-40 мкм. Затем через металлическую пленку ванадия 1 пропускается электрический ток высокой плотности (1-5)·106 А/см2, под действием которого она нагревается и термически окисляется. Температура окисления на воздухе составляет порядка 300°C, образуемый оксид представляет собой смесь фаз VOx (где x находится в пределах от 1.5 до 2.5), с преимущественным содержанием VO2. После нагрева структуры и образования оксида VOx ток отключают, и происходит остывание сформированного тонкопленочного элемента. Сопротивление чувствительного элемента матрицы, на постоянном токе при комнатной температуре составляет менее 100 кОм, на переменном токе при частоте выше 100 кГц сопротивление составляет порядка 1 кОм. Низкое сопротивление при высоком температурном коэффициенте сопротивления (от 2,5%/°C) достигается благодаря малым линейным размерам чувствительного элемента матрицы, а также наличию низших оксидов ванадия в чувствительном материале элемента матрицы теплового приемника. Необходимо отметить, что для данного технологического процесса не требуются высокие температуры всей подложки, т.к. термическое окисление происходит локально, и процесс может быть отнесен к низкотемпературным, не разрушающим соседние элементы, такая технология считается перспективной с точки зрения создания многослойных пленочных структур (3D интеграция). Другим преимуществом является отсутствие сложного технологического этапа, такого как литография по оксидному участку, предполагающего использование высокотемпературных резистов и специальных химических реактивов [1, 3].

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно упростить процесс изготовления чувствительного элемента матрицы теплового приемника и повысить температурный коэффициент сопротивления, что позволяет значительно снизить температуру всей подложки 4 и предотвратить температурное разрушение соседних элементов пленочных структур.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Mori, et al. Oxide thin film for bolometer and infrared detector using the oxide thin film. United States Patent 6489613, Assignee: NEC Corporation, Publication Date: 03/12/2002.

2. Coffey, et al. Nanocomposite semiconducting material with reduced resistivity. United States Patent 8228159, Assignee: University of Central Florida Research Foundation, Publication Date: 24/07/2012.

3. Moon, et al. Oxide thin film for bolometer and infrared detector using the oxide thin film. United States Patent 7250604, Assignee: Korea Institute of Science and Technology, Publication Date: 31/07/2007.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА МАТРИЦЫ ТЕПЛОВОГО ПРИЕМНИКА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 54 items.
20.04.2013
№216.012.354f

Способ создания покрытия усов на участках с низкой несущей способностью грунтов

Способ включает валку, трелевку и обрезку сучьев деревьев, покрытие усов древесными отходами. Поваленные с помощью валочно-трелевочно-процессорной машины деревья трелюют к трассе уса, укладывая их комлями к трассе уса. Затем валочно-трелевочно-процессорной машиной производят обрезку сучьев и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479200
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.521d

Способ изготовления устройства для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к производству упаковок для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива. Способ изготовления устройства для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива включающего полый внутренний стакан для размещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486614
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.10.2013
№216.012.77b0

Способ заготовки сортиментов и пакетов сучьев на лесосеке

Способ включает валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку деревьев на сортименты валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной, производство на лесосеке пакетов лесосечных отходов, вывозку сортиментов и пакетов лесосечных отходов на верхний склад сортиментовозом. Выработку пакетов лесосечных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496302
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.01.2014
№216.012.9944

Способ строчно-луночного посева лесных семян

Изобретение может быть использовано для строчно-луночного посева мелких сыпучих лесных семян, например, ели и сосны в условиях лесокультурных площадей на нераскорчеванных и завалуненных вырубках, а также на гарях, рединах и осушенных болотах. Способ посева заключается в том, что образуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504942
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.03.2014
№216.012.ae2f

Способ изготовления толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления корпусов контейнеров для транспортировки отработавшего ядерного топлива и других радиоактивных отходов. Способ включает выплавку чугуна, сфероидизирующую обработку его в разливочном ковше, графитизирующее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510306
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.06.2014
№216.012.d1a7

Способ временной транслокации паховых нервов при радикальных операциях паховых грыж

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, в частности к лечению больных с паховыми грыжами. После рассечения передней стенки пахового канала в первую очередь визуализируется и выделяется n.Ilioinguinalis в пределах зоны предполагаемой пластики и временно фиксируется лигатурами к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519442
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4e4

Способ центробежной сушки пиломатериалов

Изобретение относится к искусственному обезвоживанию древесины и может быть использовано на лесоперерабатывающих предприятиях. Способ, включающий в себя укладку пиломатериалов на гибкую ленту, формирование пакета пиломатериалов на внешней поверхности корпуса барабана путем наматывания гибкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520271
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d58d

Устройство очистки цилиндрических воздушных фильтров

Изобретение относится к области очистки воздушных фильтров при помощи воздуха, распыляемого под давлением на внутреннюю поверхность фильтра. Устройство очистки цилиндрических воздушных фильтров содержит раму, очистительную камеру для установки очищаемого фильтра, неподвижную в осевом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520447
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d58f

Клеевая композиция с наномодификатором для древесностружечных плит

Клеевая композиция с наномодификатором для древесно-стружечных плит содержит связующее на основе термореактивной смолы, отвердитель и наномодификатор в виде нанодисперсного порошка шунгита в количестве от 1% до 20% от массы связующего. Частицы нанодисперсного шунгита имеют размеры, не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520449
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.09.2014
№216.012.f29d

Способ сушки пиломатериалов

Способ сушки пиломатериалов относится к искусственной сушке древесины и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях в составе технологических линий на этапе обезвоживания пиломатериалов. Способ включает размещение порции влажных пиломатериалов внутри ротора посредством съемной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527931
Дата охранного документа: 10.09.2014
Showing 1-10 of 61 items.
20.04.2013
№216.012.354f

Способ создания покрытия усов на участках с низкой несущей способностью грунтов

Способ включает валку, трелевку и обрезку сучьев деревьев, покрытие усов древесными отходами. Поваленные с помощью валочно-трелевочно-процессорной машины деревья трелюют к трассе уса, укладывая их комлями к трассе уса. Затем валочно-трелевочно-процессорной машиной производят обрезку сучьев и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479200
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.521d

Способ изготовления устройства для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к производству упаковок для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива. Способ изготовления устройства для хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива включающего полый внутренний стакан для размещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486614
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.53de

Гравитационное опрокидывающее устройство для контейнеров

Изобретение относится к области опрокидывающих устройств, а именно к выгрузке сыпучих грузов из контейнеров на пунктах сортировки предприятий. Гравитационное опрокидывающее устройство для контейнеров состоит из двух стоек (1), на которых крепятся суппорты (2). Суппорты (2) снабжены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487073
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.09.2013
№216.012.6961

Способ работы валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины

Способ включает захват стоящего дерева рабочей головкой валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины, валку дерева, обрезку сучьев и раскряжевку захваченного дерева с выработкой сортиментов на лесосеке. При выработке сортиментов их сортируют машиной на сортименты с закомелистостью и сортименты с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492628
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.10.2013
№216.012.77b0

Способ заготовки сортиментов и пакетов сучьев на лесосеке

Способ включает валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку деревьев на сортименты валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной, производство на лесосеке пакетов лесосечных отходов, вывозку сортиментов и пакетов лесосечных отходов на верхний склад сортиментовозом. Выработку пакетов лесосечных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496302
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.01.2014
№216.012.9944

Способ строчно-луночного посева лесных семян

Изобретение может быть использовано для строчно-луночного посева мелких сыпучих лесных семян, например, ели и сосны в условиях лесокультурных площадей на нераскорчеванных и завалуненных вырубках, а также на гарях, рединах и осушенных болотах. Способ посева заключается в том, что образуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504942
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.03.2014
№216.012.ae2f

Способ изготовления толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления корпусов контейнеров для транспортировки отработавшего ядерного топлива и других радиоактивных отходов. Способ включает выплавку чугуна, сфероидизирующую обработку его в разливочном ковше, графитизирующее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510306
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.06.2014
№216.012.d1a7

Способ временной транслокации паховых нервов при радикальных операциях паховых грыж

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, в частности к лечению больных с паховыми грыжами. После рассечения передней стенки пахового канала в первую очередь визуализируется и выделяется n.Ilioinguinalis в пределах зоны предполагаемой пластики и временно фиксируется лигатурами к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519442
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d4e4

Способ центробежной сушки пиломатериалов

Изобретение относится к искусственному обезвоживанию древесины и может быть использовано на лесоперерабатывающих предприятиях. Способ, включающий в себя укладку пиломатериалов на гибкую ленту, формирование пакета пиломатериалов на внешней поверхности корпуса барабана путем наматывания гибкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520271
Дата охранного документа: 20.06.2014
27.06.2014
№216.012.d58d

Устройство очистки цилиндрических воздушных фильтров

Изобретение относится к области очистки воздушных фильтров при помощи воздуха, распыляемого под давлением на внутреннюю поверхность фильтра. Устройство очистки цилиндрических воздушных фильтров содержит раму, очистительную камеру для установки очищаемого фильтра, неподвижную в осевом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520447
Дата охранного документа: 27.06.2014
+ добавить свой РИД