用于热释电红外探测器阵列的射频磁控溅射生长锆钛酸铅薄膜的制备与表征

摘要： 采用微机电系统(MEMS)技术制造热释电红外(PIR)探测器阵列的挑战之一在于寻找传感薄膜的最佳生长方法。本研究通过射频磁控溅射法，在Pt/TiO2/Si3N4/SiO2/Si衬底上成功制备了锆钛酸铅(PbZr0.3Ti0.7O3，PZT)薄膜。研究考察了不同退火温度下薄膜的结构、形貌及电学性能。当工作压强为3.0 Pa、Ar/O2气体流量比为80/20并在700°C退火的PZT薄膜，表现出表面光滑、介电性能优异、铁电性和热释电性良好等特性。该薄膜在1 kHz频率下的介电常数为500，损耗角正切为0.018；剩余极化强度(Pr)为33 μC·cm?2，矫顽场强(Ec)为42 kV·cm?1；热释电系数为0.033 μC·cm?2·K?1。其探测优值(FD)达到1.29×10?? Pa?1/2，表明该薄膜已满足热释电红外探测器阵列敏感层的使用要求。