中国科学院微电子所, 器件与集成技术重点实验室,北京100029
在绝缘衬底上的硅(SOI)制备的二极管型非制冷红外焦平面是利用单晶硅PN结二极管作为温度探测器, 比其它类型非制冷红外焦平面具有自己的独特优势.描述了传统型像素的结构与特性, 并提出一种改进型结构.在传统的像素结构中, 红外吸收结构直接覆盖于二极管表面, 其填充系数仅为21%.改进后的结构将红外吸收层悬空并覆盖整个像素表面, 使吸收结构能够达到80%, 大大提高了器件的吸收率.计算结果也显示改进后的结构在像素尺寸为35μm×35μm时, 器件的灵敏度可达到 7.75×10-3V/K, 等效功率噪声(NETD)可减小至43mK(f/10.0).同时, ANSYS的仿真结果也表明改进后的结构在吸收率上的提高, 证明了此结构的可行性.
绝缘衬底上的硅 二极管 填充系数 红外焦平面 SOI diode fill-factor infrared focal plane arrays(IR FPA)
1 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室,北京100029
2 江苏物联网研究发展中心智能集成传感器工程中心,江苏 无锡214135
使用红外探测器及读出电路, 研制成功非制冷红外探测系统.探测器用二极管作为温度传感器, 使其与集成电路工艺相兼容.采用了新的器件结构, 使得填充因子从20%提高到80%.器件的微机械结构面积为35μm×35μm.读出电路的失调电压为3μV.探测器的输出噪声为2μV.探测器的电压响应率为7894.7V/W, 黑体探测率D*为1.56×109cmHz1/2/W, 噪声等效温差为330mK, 响应时间为27 ms.
红外探测器 二极管 填充因子 吸收层 读出电路 infrared detector diode fill-factor absorber readout circuit
