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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Microbolometros resistivos em membrana suspensa
Title Alternative: Suspended-membrane resistive microbolometers
Author: Della Lucia, Felipe Lorenzo, 1984-
Advisor: Swart, Jacobus Willibrordus, 1950-
Abstract: Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver a tecnologia de microbolômetros resistivos que serão utilizados como sensores de infravermelho. Para isso, foi realizado um projeto inicial de dispositivo constituído de cálculos matemáticos e simulações computacionais a fim de prever o comportamento do dispositivo e ajustar parâmetros de processo de fabricação de modo a aperfeiçoar seu desempenho. De posse dos dados do projeto, foi realizada a fabricação. Foram fabricados microbolômetros resistivos de Silício Policristalino (Si-poli) em membranas suspensas para aumentar a isolação térmica do material resistivo. Ouro Negro (poroso) foi evaporado de forma a funcionar como camada absorvedora de radiação infravermelha. Eventuais problemas ocorridos durante a fabricação foram relatados, sanados e realimentados ao processo de fabricação de forma a simplificar e aperfeiçoar ao máximo a fabricação. Imagens realizadas por microscópio eletrônico de varredura e cortes realizados utilizando Feixe de Íons Focalizado mostram os detalhes da fabricação, indicando os materiais utilizados e a forma na qual a membrana de Si-poli está isolada do substrato. As medidas realizadas nos dispositivos fabricados revelam uma responsividade de 1,8 V/W, TCR de -0,95%/K, tempo de resposta de 13 ms e detectividade de 5,66.105 cm.Hz1/2.W-1. Apesar de algumas destas características não se encontrarem dentro dos parâmetros projetado, outras se assemelham às características de dispositivos comerciais e publicados na literatura. Como resultado deste trabalho, um ambiente favorável foi preparado para o desenvolvimento deste tipo de dispositivo. Matrizes de dispositivos poderão também ser desenvolvidas de forma a produzirem imagens em infravermelho que poderão ser utilizadas em diversas aplicações diferentes.

Abstract: This work has as a main goal to develop the resistive microbolometers technology that will be used as infrared sensors. In order to do so, an initial device design was performed using mathematical calculations and computational simulations were accomplished to predict the behavior and adjust the fabrication process parameters of this device to improve its performance. After the simulations, the fabrication was performed. Using Polysilicon as active element of the resistive microbolometers, suspended membranes were fabricated to enhance thermal isolation. Gold Black (porous) was evaporated to work as an infrared radiation absorber. Some problems that occurred during the fabrication were reported, solved and provided feedback to simplify and improve the fabrication. Some Scanning Electron Microscopy images and cuts using Focused Ion Beam show some fabrication details, indicating the materials used and how the Polysilicon membrane is isolated from the substrate. The measurements performed in the fabricated device show that the responsivity is about 1.8 V/W, the TCR is about -0.95%/K, the response time is 13 ms and the specific detectivity is 5,66.105 cm.Hz1/2.W-1. Although some of these characteristics are not within the designed parameters, others are similar to the characteristics of commercial devices and devices found in literature. As a result of this work, a favorable environment was prepared to the development of this kind of device. Arrays of devices can also be developed in order to produce infrared images which may be used in many different applications.
Subject: Radiação infravermelha
Medidas eletromagnéticas
Microeletrônica
Semicondutores
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: DELLA LUCIA, Felipe Lorenzo. Microbolometros resistivos em membrana suspensa. 2009. 81 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/259230>. Acesso em: 12 ago. 2018.
Date Issue: 2009
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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