Способ изготовления болометра
(19) SU (И) 1266420 А1 (51) 5 Н 01 L39 14СО1ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСЙАТЕНТ СССР)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (23) 3849068/25 (22) 28.01.85 (46) 30.1093 Бюл. Ма 39-40 (72) Зайцев ГА; Леонов В.Н; Ткаченко АД; Хребтов
ИА (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОЛОМЕТРА
1266420 изобретение относится к измерениям тепловых потоков излучения, в частности к тепловым приемникам излучения, работающим при низких температурах. может быть использовано для регистрации и измерения мощности излучения.
Целью изобретения является увеличение вольт-ваттной чувст вительности, уменьшение порога чувствительности и улучшение воспроизводимости характери- "0 стик болометра.
На фиг,1-4 изображены этапы изготовления болометра.
Способ изготовления болометра реализуют следующим образом. На диэлектрическую подложку 1 для напыления болометра (фиг,1) накладывают вплотную металлическую маску 2, через которую затем осуществляют напыление антенной пленки 3. При этом край антенной пленки не образует сту- 20 пеньки, как в прототипе, поскольку рри напылении пленки червз маску образуется область полутени, Затем проводят ретушь (испарение) антенной пленки лучом лазера (фиг.2), Если этого не сделать, то термочув- 25 ствительная пленка будет электрически закорачиваться полутенью антенной пленки, в что ухудшает чувствительность болометра, т.е. положительного эффекта получено не будет. Ступенька, образующаяся при рету» 30 ши, в 10-20 раз меньше, чем в прототипе, поскольку в области полутени антенная пленка имеет значительно меньшую толщину, чем в центре пленки, После ретуши маску для напыления термочувствительной 35 пленки совмещают с концами вибраторов пленочной антенны и через нее напыляют . термочувствительную пленку 4 (фиг.3), При этом термочувствительную пленку напыляют больших размеров, чем требуется из ус- 40 ловия согласования с антенной, что* позволяет отказаться от использования сложных установок для совмещения фотошаблонов и осуществлять совмещение маски термочувствительной пленки с антенной под обычным микроскопом, Затем ненужную часть термочувствительной пленки испаряют лучом лазеров, доводя сопротивление термочувствитель- 50 ной пленки до величины, требуемой из условия согласования с антенной в рабочей точке (фиг.4).
Таким образом, по предлагаемому способу. в отличие от прототипа, всегда можно 55 добиться согласования термочувствительной пленки с антенной.
В таблице приведены сравнительные характеристики болометров, изготовленных различными способами.
Рассмотрим теперь положительный эффект, связанный с улучшением воспроизводимости характеристик болометра при изготовлении многоэлементного болометра или серии болометров.
Лазерная ретушь на установке ЭМ-551А обеспечивает получение требуемых размеров антенны и термочувствительной пленки с точностью 0,5 мкм, что позволяет доводить сопротивление термочувствительной пленки до величины, требуемой из условия согласования с антенной, Это дает возможность получить болометры с одинаковыми характеристиками при изготовлении серии болометров или многоэламентного болометра.
Применение сверхпроводниковой термочувствительной пленки имеет одно важное преимущество. Эффективность работы болометра; содержащего антенну, зависит от согласования входного сопротивления антенны с сопротивлением термочувствительной пленки. Максимальное выделение мощности в термочувствительной пленке имеет место в.режиме согласования, когда эти сопротивления равны между собой. Так как пленочная технология дает разброс пленок по толщине, то в прототипе условия согласования точно выполнить не удается, Так в болометре, изготовленном по способу прототипа, сопротивлениЕ термочувствительной пленки составляло 170 Ом вместо
140 Ом по расчету. В,предлагаемом способе термочувствительная пленка изготовлена из сверхпроводникового материала, поэтому в области сверхпроводникового перехода ее сопротивление можно менять в широких пределах от R = R< (сопротивление в нормальном состоянии) до R = 0 при помощи изменения рабочей температуры болометра. Таким образом, появляется возможность настраивать термочувствительную пленку на оптимальное согласование с антенной, что невозможно в прототипе. Это также приводит к увеличению вольт-ваттной чувствительности и улучшению порога чувствительности, а также к возможности точно воспроизводить характеристики болометров при изготовлении серии приемников излучения.
Таким образом, положительный эффект достигается только благодаря совокупности всех существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, что говорит о единстве положительного эффекта.
Предлагаемый способ изготовления болометра, обладая рядом преимуществ по сравнению с известным способом, имеет большие перспективы использования при создании болометров для различных исследований, особенно в субмиллиметровой и
1266420
Составитель А.Серебряков
Техред М.Моргентал Корректор, М.Демчик
Редактор А.Кондрахина
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Цосква, Ж 35, Раушская нво., 4/5
Заказ 3191.
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 миллиметровой областях спектра. B настоящее время на основе предлагаемого способа разрабатываются болометры для приемной системы субмиллиметрового интерферометра.
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БОЛОМЕТРА, включающий создание пленочной антенны и термочувствительной пленки, отличающийся тем, что, с целью увеличения 15 . вольт-ваттной чувствительности, уменьше.ния порога чувствительности и улучшения воспроизводимости характеристик болометра, пленочную антенну создают путем
2 2 2 3 (56) Хребтов И.А. Быстродействующие термозлементы и болометры. Оптикомеханическая промышленность, М 11, 1974, с. 55-64.
-Т. -L. Hwang, D.Â.Rufleitge, S.Å,Schwarz, AppL Phys. Lott., т,34, M 1, 1979, с. 9-11. напыления через маску и ретуширования лучом лазера, затем термочувствительную пленку создают путем напыления через маску из сверхпроводникового материала, после чего часть термочувствительной пленки испаряют лучом лазера до получения сопротивления термочувствительной пленки, требуемого из условия согласования с антенной.
