氧化钒和非晶硅的相同点:
1、生产的工艺相同
微测辐射热计技术与CMOS工艺兼容,能够与CMOS读出电路单片集成,可基于半导体制造工艺进行大规模生产,是非制冷红外焦平面探测器的主流技术。
2、薄膜种类相同
氧化钒薄膜与非晶硅薄膜都是半导体热敏薄膜,薄膜TCR与电阻率都成正比关系。
非晶硅较氧化钒有四个明显优势,首先,是热响应时间只有氧化钒时间的一半,特别适合主要针对一些运动物体,比如说快速移动的车流和导弹的导引头等;其次是工艺兼容性好,便于找相关的代工厂家,也不会对生产线进行沾污,代工成本比较低。第三由于均匀性更好,可以往大面阵上发展;其次,氧化钒稳定性不太好,产品使用期限相对较短,早期的坏点也较多,容易造成测温不准。
氧化钒和非晶硅的不同点:
1.成像原理不同
氧化钒探测器一个像元就是一个精确的温度,多晶硅薄膜由于材料生长的特性,对温度的变化相对不敏感,但随着软件算法的发展,可以通过图像算法程序做一定程度的弥补。通过图像算法把N*N(N≥2)个像元的平均温度作为一个测温值,临近区域给出一个模拟的人工数值。
2、 薄膜沉积方法
氧化钒薄膜采用反应溅射沉积方法制备,需要对标准CMOS工艺PVD设备进行改造,引入O2作为反应气体,实现薄膜氧化。
非晶硅薄膜采用化学气相沉积(CVD)方法制备,需要对标准CMOS工艺CVD设备进行改造,引入H2作为反应气体,实现薄膜掺氢工艺。
3、薄膜性能指标不同
薄膜性能指标不同(主要包括TCR电阻温度系数、1/f噪声系数、电阻率与电阻均匀性)
氧化钒薄膜与非晶硅薄膜都是半导体热敏薄膜,薄膜TCR与电阻率都成正比关系。
4、器件技术指标
氧化钒的指标为20-30mk, 非晶硅的50-60mk,在实际使用中,不要轻易根据这个指标来判断好坏,要根据实际的使用需求选择。在低温段同时只需要成像的且画面中没有明显温度相对高的物体用氧化钒,如果是需要热成像同时测温的时候可以选择非晶硅, 如果成像的但是画面中也有高温或者相对物体有温差较大的也可以用非晶硅,效果也较好。
纵观全球红外市场,氧化钒(VOx)与非晶硅(α-Si)都得到了广泛应用。氧化钒技术早期主要掌握在美国几大军火巨头手上,如红外技术顶尖的DRS、雷神、BAE等都是采用氧化钒方案,多应用于军工等对成像质量要求比较高的领域;非晶硅比较有代表性的是法国Ulis,在民品普通领域,非晶硅以较低的成本拥有一定的市场份额,同时大幅推进了红外探测器在民品市场的广泛应用。
总结需要测温型的红外热像仪推荐非晶硅探测器,如果是仅仅夜视用的考虑经济成本的可以考虑氧化钒探测器的红外热像仪。