[发明专利]微测辐射热计和其制造方法

说明书

本公开提供一种微测辐射热计，包括基板、配置于基板上方的读取电路层、配置于读取电路层上方的第一氧化钒层、配置于第一氧化钒层上的第二氧化钒层以及配置于第二氧化钒层上方的红外线吸收层，其中第二氧化钒层的含氧量高于第一氧化钒层的含氧量。高含氧量的第二氧化钒层保护第一氧化钒层免受环境影响，从而提高第一氧化钒层的稳定性并且改善微测辐射热计的感测表现。

技术领域

本公开内容是关于微测辐射热计和其制造方法，且特别是关于包括热敏层的微测辐射热计。

背景技术

微测辐射热计(microbolometer)是将待测物体所发出的红外线转换成电子信号，从而判读并显示待测物体的温度。举例而言，当待测物体发出红外线后，微测辐射热计中的热敏层(thermistor)可以吸收红外线而改变自身的电阻值，使得微测辐射热计中的电流产生变化并通过电路元件判读对应的待测物体温度。然而，热敏层在制造工艺中容易受到影响，使得热敏层对红外线的敏感度难以维持稳定。因此，如何增加热敏层的稳定性以提升其对红外线的敏感度，是改善微测辐射热计表现的重要课题。

发明内容

根据本公开的一些实施方式，一种微测辐射热计包括基板、配置于基板上方的读取电路层、配置于读取电路层上方的第一氧化钒层、配置于第一氧化钒层上的第二氧化钒层以及配置于第二氧化钒层上方的红外线吸收层，其中第二氧化钒层的含氧量高于第一氧化钒层的含氧量。

在一些实施方式中，第一氧化钒层包括VO、V₂O₃、VO₂、V_aO_2a-1、V_bO_2b+1或其组合，a为介于4至9间的整数，b为3、4或6。

在一些实施方式中，第二氧化钒层包括V₂O₅、V₂O_c或其组合，c为大于5的整数。

在一些实施方式中，第二氧化钒层的含氧量介于70％至90％间。

在一些实施方式中，第二氧化钒层的厚度介于1nm至10nm间，第一氧化钒层的厚度介于50nm至250nm间。

在一些实施方式中，第二氧化钒层的含氧量朝远离第一氧化钒层的方向递增。

在一些实施方式中，第二氧化钒层和第一氧化钒层之间形成介面，介面两侧的晶格态不相同。

在一些实施方式中，微测辐射热计进一步包括配置于第二氧化钒层上的第三氧化钒层，第三氧化钒层的含氧量高于第二氧化钒层的含氧量，第二氧化钒层和第三氧化钒层的总厚度介于1nm至10nm间。

根据本公开的一些实施方式，一种制造微测辐射热计的方法包括以下步骤。形成第一氧化钒层于基板上方，其中在形成第一氧化钒层时加热基板，基板的温度介于300℃至400℃间。形成第二氧化钒层于第一氧化钒层上，其中第二氧化钒层的含氧量高于第一氧化钒层的含氧量。形成红外线吸收层于第二氧化钒层上方。

在一些实施方式中，形成第一氧化钒层包括使用射频电源或脉冲直流电电源轰击金属靶材以产生金属前驱物，以及在含氧环境中沉积金属前驱物于基板上方，其中脉冲直流电电源的占空比介于50％至98％间，含氧环境的含氧量介于10％至50％间。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准方法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，可任意增加或减少各种特征的尺寸。

图1依据本公开的一实施方式绘示微测辐射热计的立体示意图。

图2绘示图1的微测辐射热计沿着截线A-A′的截面图。

图3A依据本公开的一实施方式绘示微测辐射热计的感测区的截面图。