本發(fā)明涉及非制冷焦平面探測器，尤其是一種適用于非制冷焦平面探測器，低溫激活、高吸氣性能的非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法。

背景技術：

非制冷焦平面探測器，其性能需要在高真空環(huán)境下方能保持，而探測器的組件由于內部材料放氣，導致真空度降低。為了達到維持非制冷焦平面探測器組件內部真空品質與理想工作環(huán)境的目的，會在探測器內部增加吸氣劑，利用吸氣劑吸附探測器內部產(chǎn)生的氣體，目前常用的吸氣劑材料有柱狀吸氣劑和片狀吸氣劑，但兩者的體積都較大、成本高，在使用過程中，容易因為振動發(fā)生掉顆粒的情況，同時焊接工藝復雜，導致組件的可靠性差，同時隨著非制冷紅外焦平面探測器的發(fā)展，其封裝形式越來越小型化，傳統(tǒng)的柱狀吸氣劑或片狀吸氣劑已經(jīng)不能滿足使用要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的就是現(xiàn)有非制冷焦平面探測器中使用的吸氣劑體積大，不能滿足小尺寸封裝形式要求的問題，提供一種適用于非制冷焦平面探測器，低溫激活、高吸氣性能的非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法。

本發(fā)明的非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，其特征在于該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Ti、Zr、AL、Cr、Cu、Fe、Pt或Ru中的任意一種金屬，吸收層為Zr與Co兩種材料，以及Y、La、Ce中的至少一種材料形成的多元合金；調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為20~50nm，調節(jié)層厚度為1~2μm，吸收層厚度為2~5μm。

所述的薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

所述的氣體吸收層，其Zr含量為70 wt%～80wt%，Co含量為10 wt%～25 wt%，Y、La、Ce含量占1 wt%～10 wt%。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

本發(fā)明的非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，采用了多孔結構的薄膜吸氣劑，其中多孔結構能控控制薄膜吸氣劑的微觀結構，能抑制紅外窗口對薄膜吸氣劑的毒化作用，同時多孔結構的過渡層較為致密，并與紅外窗口金屬功函數(shù)較為匹配，增強了薄膜吸氣劑在襯底上的附著力，可配合掩膜、光刻等非制冷焦平面探測器兼容的工藝，獲得精度較高的圖案，滿足非制冷焦平面探測器陶瓷封裝和晶圓級封裝的圖形化要求，同時滿足其高可靠性和長壽命所需的真空工作環(huán)境的要求，同時易于大批量生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本。

具體實施方式

實施例1：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Ti金屬，吸收層為Zr、Co以及Y材料形成的多元合金，其中Zr含量為70 wt%，Co含量為20 wt%，Y含量為10 wt%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為20nm，調節(jié)層厚度為1μm，吸收層厚度為2μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

實施例2：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Zr金屬，吸收層為Zr、Co以及La材料形成的多元合金，其中Zr含量為80 wt%，Co含量為10 wt%，La含量為10 wt%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為20nm，調節(jié)層厚度為1μm，吸收層厚度為2μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

實施例3：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為AL金屬，吸收層為Zr、Co、Y以及La材料形成的多元合金，其中AL含量為70 wt%，Co含量為25 wt%，Y含量為2 wt%，La含量為3%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為50nm，調節(jié)層厚度為2μm，吸收層厚度為5μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

實施例4：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Cr金屬，吸收層為Zr、Co、Y以及Ce材料形成的多元合金，其中AL含量為70 wt%，Co含量為25 wt%，Y含量為2 wt%，Ce含量為3%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為35nm，調節(jié)層厚度為2μm，吸收層厚度為3μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

實施例5：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Cu金屬，吸收層為Zr、Co、La以及Ce材料形成的多元合金，其中AL含量為70 wt%，Co含量為25 wt%，La含量為3 wt%，Ce含量為2%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為30nm，調節(jié)層厚度為2μm，吸收層厚度為4μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

實施例6：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Fe金屬，吸收層為Zr、Co、La以及Ce材料形成的多元合金，其中AL含量為70 wt%，Co含量為25 wt%，La含量為2 wt%，Ce含量為3%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為40nm，調節(jié)層厚度為2μm，吸收層厚度為4μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

實施例7：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Pt金屬，吸收層為Zr、Co、La以及Ce材料形成的多元合金，其中AL含量為70 wt%，Co含量為25 wt%，La含量為2 wt%，Ce含量為3%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為40nm，調節(jié)層厚度為2μm，吸收層厚度為4μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。

實施例7：一種非制冷焦平面探測器低溫激活薄膜吸氣劑及其制備方法，該吸氣劑包括調節(jié)層和氣體吸收層，調節(jié)層沉積在非制冷焦平面探測器窗口上，氣體吸收層沉積在調節(jié)層上，調節(jié)層為Ru金屬，吸收層為Zr、Co、La以及Ce材料形成的多元合金，其中AL含量為70 wt%，Co含量為25 wt%，La含量為2 wt%，Ce含量為3%。調節(jié)層與窗口之間形成一致密的過度層，過度層厚度為40nm，調節(jié)層厚度為2μm，吸收層厚度為4μm。

該薄膜吸氣劑，通過以下步驟進行制備：

1）探測器窗口采用甲苯、丙酮和無水乙醇等三種清洗溶液，通過超聲波進行清洗，每種清洗溶液清洗時間為15min，之后再用等離子清洗機清洗10min；

2）將步驟1中清洗干凈的探測器窗口裝配到蒸鍍所用的工裝夾具里，并安裝到雙槍電子束設備的蒸發(fā)樣品臺上；

3）將樣品臺真空抽到至少0.0001Pa，25O℃烘烤30min～60min，采用電子槍蒸發(fā)一層調節(jié)層，然后采用雙電子槍同時蒸發(fā)調節(jié)層和NaCl，多孔結構的大小由NaCl蒸發(fā)速率控制；

4）將步驟3中得到樣件放到純水中浸泡60min，并采用超聲波清洗機純水超聲清洗三遍，每遍15min左右，然后用無水乙醇進行脫水；

5）將步驟4中得到的樣件放到箱式鍍膜機內，真空小于0.001Pa時開始烘烤加熱，加熱至150～250℃烘烤60min～120min；

6）步驟5完成后，當系統(tǒng)真空小于0.0001Pa時，采用電子束蒸發(fā)氣體吸收層，在薄膜沉積以前需要對靶材預沉積5min左右，然后開始沉積，沉積時間在50min～250min，樣品臺轉動速度為30～60r/min，之后樣品臺自熱冷卻，即可得到制備完成的帶有吸氣劑的探測器窗口。

在使用時，首先將探測器經(jīng)過200～300℃激活45～90min后，即可大量吸收多數(shù)的活性氣體。