1 河南科技大学 电气工程学院，河南 洛阳 471023
2 河南科技大学 软件学院，河南 洛阳 471023
批量生产中，锑化铟红外焦平面列阵探测器(InSb IRFPAs)局部分层失效现象已成为制约其成品率提升的瓶颈。为探究InSb IRFPAs局部分层诱因，借助内聚力模型，在InSb芯片与底充胶的界面处铺满内聚力单元，优选内聚力模型参数，建立InSb IRFPAs局部失效分析二维模型。模拟结果得到了实测局部分层分布特征的证实，即：(1) 局部分层大多出现在芯片周边区域，涵盖一定宽度；(2) InSb芯片与底充胶之间的界面局部脱开后，逐渐向两侧扩展。为剖析局部分层诱因，系统分析了张开型与滑开型裂纹扩展共同作用下混合模态比取不同值时局部分层分布特征的演化规律，认为当张开型和滑开型裂纹扩展的混合比取4: 6时，模拟结果与实测结果高度吻合。至此笔者认为InSb IRFPAs局部分层源于界面法向应力与面内剪切应力的共同作用，属于典型的混合型局部分层模式，其中滑开型局部分层模式占主导。
锑化铟红外焦平面列阵探测器 内聚力模型 局部分层 混合模态比 InSb IRFPAs cohesive zone model(CZM) local delamination mixed-mode ratios 红外与激光工程
2022, 51(3): 20210133
1 中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
大规模、高集成度的红外焦平面器件是实现高空间分辨率红外成像的核心。针对高集成度的红外焦平面技术发展, 文中设计了一款15 μm中心距640×512的红外焦平面读出电路。为提升器件信噪比和积分时间, 提出了一种2×2四个像元分时复用积分电容共享技术方案, 单元采用直接注入(DI)结构作为输入级, 使得读出电路最大电荷容量可达20 Me-/像元。电路有两档电荷容量可选, 可满足不同光电流信号的读出要求。为了减小噪声的注入及提高缓冲器偏置电流的精度, 为信号传输链路设计了相应的偏置电路。电路仿真结果表明, 电路帧频108 Hz, 功耗低于110 mW, 线性度可高达99.99％。电路采用了CSMC 0.18 μm 1P4M 3.3 V工艺加工流片, 常温测试结果显示电路工作电流正常, 偏置开关可控, 功能正常。
红外焦平面 读出电路 电容共享 电荷容量 偏置电路 IRFPAs ROIC sharing capacitor charge capacity bias circuit 红外与激光工程
2017, 46(10): 1004001
1 中国科学院上海技术物理研究所 材料与器件中心, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用As掺杂和激活技术制备的p+-on-n异质结材料是获得高性能长波碲镉汞红外焦平面器件的关键技术之一, 得到了广泛关注.采用变温IV拟合的方法, 对不同As掺入浓度与器件结性能相关性进行了分析, 发现降低结区内As掺杂浓度可以有效抑制器件的陷阱辅助隧穿电流.拟合结果表明, 较高浓度的Nt很可能与高浓度As掺入相关.因此As的稳定均匀掺入和激活被认为是主要技术挑战.实验研究了分子束外延过程中Hg/Te束流比与As掺入效率的关系, 发现相对富Hg的外延条件有助于提高As掺杂效率.研究还发现As的晶圆内掺杂均匀性与Hg/Te束流比的均匀性密切相关.对As的激活退火进行了研究, 发现在饱和Hg蒸汽压中采用300℃/16h+420℃/1 h+240℃/48 h的退火条件能明显提升碲镉汞中As原子的激活率.
红外焦平面 碲镉汞 砷掺杂 分子束外延 IRFPAs HgCdTe As-doping MBE
根据碲镉汞材料的性能、碲镉汞红外探测器物理机理和基本器件模型，对截止波长为3 μm、 5 μm、10.5 μm的碲镉汞探测器，在不同工作温度下的探测率性能进行了理论计算。计算结果表明：碲镉汞探测器在短波、中波和长波三个主要红外波段均能满足第三代红外焦平面器件对灵敏度和工作温度的要求。
红外探测器 第三代红外焦平面器件 理论计算 HgCdTe HgCdTe Infrared Detector 3rd generation IRFPAs Theoretical calculation
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 国防科技大学ATR实验室,长沙 410073
提出并验证面阵探测器扫描图像退化模型的点扩展函数,并运用该点扩展函数对扫描模糊图像进行复原。
图像复原 点扩展函数 面阵焦平面 图像模糊 激光与光电子学进展
2005, 42(10): 32
