介绍了国内外双色红外探测器的发展现状,并报道了中国电子科技集团公司第十一研究所（以下简称“中电十一所”）自行研制的像元间距为30 m的Si基320×256短/中波双色红外探测器的性能。在77 K测试条件下,短波和中波两个波段的盲元率分别为0.88%和1.47%,平均峰值探测率分别为2.21×1012 cm·Hz1/2·W-1和2.13×1011 cm·Hz1/2·W-1,后截止波长分别为3.129m和 5.285 m,且短波向中波波段的光谱串音为1.38%,中波向短波波段的光谱串音为2.82%。同时,该探测器在双波段具有较好的成像效果,为后续更大面阵、更佳性能的多波段探测器研究提供了基础。

基于碲镉汞液相外延材料表面固有的宏观缺陷，采用化学机械抛光（ CMP）方法对材料表面进行抛光平坦化，利用光学显微镜、白光干涉仪、激光共聚焦显微镜等分析方法对化学机械抛光前、后的材料表面进行分析表征。研究结果表明，化学机械抛光工艺能有效去除外延材料表面固有的竖纹、花纹、斜纹等宏观缺陷，同时可明显改善外延材料表面平整度及粗糙度， 0.5 mm×0.5 mm范围内薄膜表面平整度值降低到 20 nm以下，粗糙度值降低到 4 nm以下，提高了碲镉汞外延材料表面质量。化学机械抛光后的长波材料经标准器件工艺制备出的焦平面器件可达到较好长波器件水平。

基于碲镉汞红外焦平面探测器的结构与其材料热力学相关特征, 描述了激光辐照碲镉汞红外焦平面探测器造成的损伤机理。根据相关的辐照环境和条件, 通过有限元分析法建立了三维仿真模型。基于COMSOL Multiphysics软件仿真了碲镉汞红外探测器受到波长10.6 μm的激光辐照时, 探测器各部分的温度变化及应力变化情况; 通过数值分析方法, 比较了碲镉汞探测器在经过光斑面积相同。功率不同的激光辐照后, 其表面径向及内部轴向的温度场变化及应力场变化情况。仿真结果表明: 在经过106 W/cm2的连续激光辐照后碲镉汞探测器表面温度与应力快速升高, 造成探测器表面损伤, 同时探测器被辐照部位的温度变化也导致其内部局部应力值变化。将碲镉汞探测器的应力损伤阈值及变化趋势与文献中相关实验数据进行对比, 发现二者结果基本一致, 验证了模型的可行性。

提出了可逆MCT电路中一种新的MCT门交换规则。基于所提出规则给出了MCT门序列的约简、移动规则,实现了更为通用的可逆MCT电路化简算法。 通过实例及所有3变量可逆函数的实验结果验证了该化简算法的有效性,它能进一步减少可逆电路的门数和量子代价。与已有的同类规则相比, 提出的MCT门交换规则没有约束条件,适用性更强,改进了可逆MCT电路的化简结果。

介绍了欧美发达国家在高工作温度碲镉汞中波红外探测器上的工艺技术路线及典型产品技术指标。对昆明物理研究所研制的基于标准 n-on-p(Hg空位掺杂)工艺的中波 640×512(15 .m)探测器进行了高工作温度性能测试, 测试结果显示器件性能基本达到国外产品的同期研制水平。

针对当前森林火灾实时预警困难的问题，分 析了碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, MCT)单元红外探测器 用于森林防火领域的可行性。利用MCT红外探测器灵敏度 高、功耗小、成本低的特性，设计了一种基于MCT单元探测器的全方位 扫描式森林防火预警系统。该系统由太阳能和风能提供电源，并由红外 探测器实现对森林火灾中红外辐射信号的采集、放大、处理和成图；通 过RS485总线和GPRS方式实时向上位机监测中心发送数据信息。当出现火情 时，该系统能够及时向森林消防人员发送预警信息，因此可起到及时将火灾消灭在 萌芽阶段的作用。本文系统可在不同的地理环境及气候条件下提供全天候、稳 定可靠的森林火灾预警服务。

研究了利用ICP(Inductively Coupled Plasma)干法刻蚀工艺制备长波碲镉汞光导器件过程中刻蚀气体压强对材料电学参数的影响。发现增大气体压强会导致材料的电学性能衰退, 表现为材料的载流子浓度增加、迁移率降低以及电阻率增加。分析认为增大的压强使得材料内部产生了更多的填隙Hg离子, 增强了载流子受到的电离杂质散射作用; 同时材料内部也产生了更多的缺陷, 极化声子散射作用也因此加强。由此解释了在流片过程中出现的某一批次碲镉汞光导器件性能的恶化是该批次器件ICP刻蚀工艺中的气压参数增加所致。

研制出一种应用于单铟柱结构的长/中波双色叠层碲镉汞 640×512焦平面 CMOS读出电路(ROIC)。根据单铟柱结构的双色叠层碲镉汞探测器实际应用需求, 读出电路设计了单色长波积分/读出、单色中波积分/读出、长/中波双色信号顺序积分/读出、长/中波双色信号分时多路积分(TDMI)/读出等四种工作模式可选功能。输入级单元电路分别采用长/中波信号注入管、复位管、积分电容及累积电容, 并分别采用读出开关缓冲输出。为提高读出电路的适应性, 各色信号通路分别设计了抗晕管以提高探测器的抗晕能力; 读出电路采用快照(Snapshot)积分模式, 单色积分时具有先积分后读出(ITR)/边积分边读出(IWR)可选功能; 当读出电路工作在单色或双色信号顺序模式时, 各色积分时间可调; 此外读出电路具有多种规格及任意开窗模式。该读出电路采用 0.35.m 2P4M标准 CMOS工艺, 工作电压 3.3 V。读出电路具有全芯片电注入测试功能, 测试结果表明, 在 77 K条件下, 读出电路的四种积分/读出模式工作正常, 单色信号输出摆幅达 2.3 V, 功耗典型值为 65 mW。

介绍了碲镉汞( MCT)双色红外焦平面探测器的研制背景, 及美、英、法等西方发达国家的发展现状。从读出电路(ROIC)设计角度出发, 重点阐述了上述 3个发达国家的碲镉汞双色焦平面器件结构类型和相应读出电路设计特点。最后介绍了国内昆明物理研究所在碲镉汞双色焦平面读出电路研究方面取得的进展。昆明物理研究所研制出两种碲镉汞双色焦平面读出电路, 一种是适用于双铟柱半平面器件结构的 128×128双色信号同步积分读出电路, 另外一种是适用于单铟柱叠层器件结构的 640×512双色信号 TDMI(时分多路积分)读出电路。两种读出电路芯片在 77 K条件下正常工作, 主要功能及性能指标与国外同类产品相当。

介绍了HgCdTe红外探测器的发展历程,详细分析了长波HgCdTe红外探测器的暗电流机制、采用同时拟合方法对暗电流参数进行提取与分析,介绍了为降低暗电流的一些新的研究进展.