红外线的辐射波长约0.77~1000μm,凡是存在于自然界的物体,例如人体、火焰、冰等都会辐射出红外线,只是辐射的红外线波长不同而已。依据此原理制作的红外探测器无论在军事上还是商业上都有广泛的应用,如红外成像,红外制导、无损探伤、卫星的遥感、空气污染的监测等。热释电红外探测器由于其无需致冷、光谱响应无波长选择性,成本低廉和器件结构简单等特点,是很有前景的一类红外探测器。针对热释电红外探测器的研究,一方面瞄准提高单个探测器的性能,制作更大扫描阵列,另一个研究目标就是使热释电红外探测器具有更低的成本和更好的易用性。发展非制冷、微型化、薄膜化、低成本的器件制作工艺,提高薄膜器件或系统性能,是制备钽酸锂薄膜和制作热释电红外探测器的研究发展方向。溶胶-凝胶法制备薄膜能够精确控制薄膜的化学计量比和掺杂,易于制备大面积的薄膜,适于薄膜的大批量生产。具有设备简单、成本低、可与微电子工艺技术相兼容的优点。本文围绕热释电薄膜的制备与钽酸锂薄膜红外探测器的设计,开展了三方面的研究工作:1.讨论了热释电红外探测器的探测机理,使用有限元软件针对探测器复合层膜结构和凳型微桥结构的模型进行了热场分析,仿真结果表明探测器的灵敏性随绝热层厚度增加而增加,随绝热层的热导率下降而增加,凳型微桥结构可以使热释电薄膜内的温度提高1个数量级,为探测器的结构优化设计提供了理论依据。2.研究了钽酸锂薄膜的溶胶-凝胶工艺,在Pt衬底和ITO衬底的上制备了钽酸锂薄膜,研究了溶剂对薄膜表面形貌的影响,衬底及薄膜厚度对结晶性能的影响,底电极对薄膜介电性能和铁电性能的影响等。测试结果表明,在频率为1KHz时,Pt衬底和ITO衬底钽酸锂薄膜的相对介电常数为176和58,介电损耗分别为0.063和0.4。在10V极化电压下,钽酸锂薄膜的剩余极化强度分别为8.42μC/cm2和5.21μC/cm2;在5V时的漏电分别为2.71×10-7 A/cm2和9.24×10-7 A/cm2。3.研究了绝热层气溶胶的制备工艺及微桥结构的刻蚀工艺,给出了探测器器件的制造工艺流程。设计了探测器前置放大电路,对探测器受到红外辐射的响应过程使用Pspice进行了电路仿真。