对像元尺寸为10 μm的1280×1024碲镉汞（HgCdTe）中波红外焦平面阵列的制备技术和性能进行了研究。通过B+注入制备小尺寸n-on-p平面结；采用高平整度HgCdTe外延材料和高精度的倒焊互连技术，实现高的电学连通率；采用多段温度填胶固化和边缘刻蚀工艺减轻HgCdTe器件和读出集成电路（ROICs）之间的热失配，从而降低焦平面器件失效率。在85 K焦平面工作温度下，研制探测器的光谱响应范围为3.67 μm至4.88 μm，有效像元率高达99.95%，并且探测器组件像元的平均噪声等效温差（NETD）和暗电流密度的平均值分别小于16 mK和2.1×10-8A/cm2。与像元尺寸为15 μm的探测器相比，10 μm的1280×1024中波红外探测器可获取更加精细的图像，具有更远的识别距离。目前，该技术已成功转移到浙江珏芯微电子有限公司（ZJM）的HgCdTe红外探测器产线。
红外探测器 碲镉汞 1K×1K 红外焦平面阵列 n-on-p infrared detector HgCdTe 1K×1K FPA n-on-p
中国电子科技集团有限公司第十一研究所，北京100015
针对InAs/GaSb II类超晶格红外探测器开发高质量背减薄工艺，获得了高质量衬底表面，改善了超晶格红外探测器组件的成像品质。采用机械抛光和机械化学抛光相结合的工艺减薄衬底，其中机械抛光削减衬底大部分厚度，然后通过机械化学抛光去除机械损伤。机械化学抛光过程中，在压力、转速等不变的情况下，主要研究机械化学抛光液的pH值对衬底表面质量的影响。实验结果表明，当机械化学抛光液的pH值为94时，获得了高质量、低损伤的芯片衬底表面，并实现了最佳的探测器组件成像效果。
InAs/GaSb II类超晶格 红外探测器 背减薄 pH值 InSb/GaSb type-II superlattice infrared detector back thinning pH value
1 北京工业大学材料与制造学部新能源材料与技术研究所，北京100124新型功能材料教育部重点实验室，北京100124
2 华北光电技术研究所，北京100015
针对大面阵碲镉汞芯片热应力仿真分析过程中计算量与准确性不能兼容的问题，通过在芯片互联区的不同位置引入小规模铟柱阵列建立了耦合热应力的优化仿真模型。借助此模型进行热应力分析，发现在铟柱的上下表面附近区域产生了较大的热应力，同时边缘及角落处的阵列单元内部所产生的热应力更大(最高达22569 MPa)。进一步对芯片的结构进行了优化，获得了最优读出电路及碲锌镉衬底厚度。此外，仿真结果表明，单面铟是热应力较低的铟柱结构，减小铟柱的半径可以进一步减小其内部的热应力。所提出的热应力仿真优化模型为大面阵碲镉汞芯片内部的热应力分析提供了更准确有效的分析方法以及器件设计方面的理论指导。
红外探测器 有限元分析 热应力 铟柱 infrared detector finite element analysis thermal stress indium column0
针对不同类型红外探测器对测试数据分析筛选需求的差异性问题，提出了一种基于QT/C++的红外探测器多区域性能分析系统。该系统以传统红外探测器测试系统为基础，使用QT软件及C++语言扩展开发性能分析软件。所开发的软件嵌入OpenCV插件库，具备区域划分、盲元筛选、指标计算和盲元簇识别等功能。使用640×512甚长波碲镉汞探测器测试数据验证所开发软件的性能分析功能。结果表明，所开发的软件具备高效数据处理及准确性能分析的能力，并能够提供盲元位置及盲元簇图。与现有测试系统相比，所提出的分析系统可提高针对全阵列尺寸和不同材料探测器的性能分析能力及测试效率。
红外探测器 指标计算 性能分析 infrared detector index calculation performance analysis QT QT C++ C++
中国电子科技集团公司第十一研究所，北京100015
红外探测器是红外系统的核心器件。近年来，高灵敏度、低噪声成为红外探测器技术的研究热点之一。对于噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)值小于1 mK的低噪声红外探测器，环境因素对其性能的影响不可忽视。从黑体控温精度、测试环境温度、测试环境中的气流扰动等方面，分析了测试环境对亚毫开红外探测器测试结果的影响，并对低噪声红外探测器的测试方法进行了探究。实验结果表明，黑体控温精度对高灵敏度红外探测器的NETD值有直接影响，测试环境温度与气流扰动会影响黑体控温稳定性，从而间接影响NETD测量的准确度。
红外探测器 噪声等效温差 测试环境 噪声 infrared detector noise equivalent temperature difference test environment noise
中国电子科技集团公司第十一研究所， 北京100015
数字化红外探测器的读出电路晶圆测试是评价晶圆的重要环节。在现有探针台测试设备的基础上，研制了一块电路板装置。它既可驱动晶圆工作，也可将不同形式的数字化输出信号转换为统一的数字图像传输格式,而且测试过程中可对电路板参数进行设置。首先对红外探测器读出晶圆测试系统进行了介绍，然后对研制的测试电路板装置进行了原理分析。最后将此电路板进行硬件实现，并编写了内部测试程序，完成了功能验证。对差分输出和单路输出两种形式的晶圆进行了测试，其结果与晶圆低温下的测试结果一致，数据准确可靠。此外电路装置有100个输入接口，可重复编程，支持24bit及以下输出位宽数字化晶圆的测试，使测试系统具有更高的兼容性和灵活性。
读出电路 数字化红外探测器 晶圆测试系统 兼容性 readout circuit digital infrared detector wafer test system compatibility
1 北京空间机电研究所，北京 100011
2 华北光电技术研究所，北京 100011
3 中国科学院理化技术研究所，北京 100011
随着红外遥感技术的发展，航天各类应用对红外探测器阵列规模的需求已经超出了目前单模块探测器研制极限，需要通过光学或者机械拼接方法解决该问题。结合国内外先进的机械拼接技术，针对 8模块超长线列拼接红外探测器研制，本文提出了拼接结构的 4个设计要点和对探测器成像的影响，结合设计要点详细介绍拼接结构具体设计过程以及设计结果，最后给出拼接结构的测试方法以及一种非接触的平面度测试方法和测试结果。
红外探测器 机械拼接 线列探测器 平面度 infrared detector, mechanical splicing, linear det
制冷型红外探测器有响应快、灵敏度高和探测距离远的特点，在智能光电装备中应用广泛。然而在实际应用场景中会经历冲击激励，引起冲击响应，为了确保制冷型红外探测器能够胜任复杂多变的苛刻环境，在设计阶段进行冲击响应谱环境适应性研究十分必要。基于应用的动力学环境，通过计算与仿真键合引线弧形受力与位移，综合考虑引线材料特性，优选设计引线材料与键合弧形，并对引线键合工艺进行优化，最终通过了 1000g量级的冲击响应谱试验。
红外探测器 杜瓦封装 冲击响应谱 引线键合 可靠性 infrared detector, dewar package, shock response s
分析了红外探测器铟柱生长工艺中不同像元间距情况下铟柱光刻孔内部的铟沉积情况和微观结构。解释了10 m小像元间距条件下铟柱高度较矮的原因，并给出了像元间距大小与剥离后铟柱高度之间的关系。针对10 m及以下像元间距红外探测器的铟柱生长，给出了解决铟柱高度问题的办法。使用新方法后，铟柱的高度可达到5 m以上。
红外探测器 铟柱 像元间距 infrared detector indium bump pixel pitch
通过对探测器杜瓦组件的悬臂梁结构进行理论分析，提出了杜瓦组件力学薄弱结构的优化设计方法，并利用Ansys软件对优化前后的杜瓦组件结构进行了模拟分析。结果表明，杜瓦组件的模态一阶基频大幅提高，比平行支撑结构的组件增加了130%，比常规无支撑结构的组件增加了317%。通过试验验证后发现，杜瓦组件的抗振动性能也得到了大幅提高，可以抗住15g的耐久随机振动、176g的短时大量级随机振动以及2000g的机械冲击。
红外探测器 杜瓦 振动 机械冲击 infrared detector dewar vibration mechanical impact
