用于侦察应用的6000元红外焦平面列阵

这里介绍一种6 000元锑化铟(InSb)红外焦平面列阵的设计、体系结构及性能.这种焦平面列阵体系结构允许用其基本元件制作任何一种N×1000元大小的列阵.为了能在穿轨和沿轨两个方向进行有效间距为10μm的21过取样,探测器采用了一种独特的双交错几何图形.这种探测器几何图形除了能以10μm的有效间距进行取样外,还允许使用25μm以下的实际像元尺寸,这样它便可以利用大像元的高信号俘获能力进行无重叠成像.锑化铟探测器是正面照射的P-on-N型台式二极管,它们不会产生明显的串音.互补型CMOS多路传输器是按M×250的分节形式设计的,它具有多达1 000万个电子的满势阱输出,其瞬时动态范围大于14bit,它可以为焦平面列阵提供灵活的低噪声读出.为了提供可用于侦察应用的、可靠且能够生产的长焦平面线列,锑化铟探测器与多路传输器的混成是利用一项取得专利的梁式引线技术完成的.介绍了6 000元红外焦平面列阵的表征,包括二极管的动态阻抗、读出噪声、线性度以及非均匀性等.除了构成焦平面列阵的混成组件的数据外,还介绍了CMOS多路传输器的实测特性.     

用离子注入法研制低暗电流和高性能的Hg0.57Cd0.43Te红外探测器

本文介绍美国雷神视觉系统(RVS)公司和AVYD器件公司在提高红外探测器性能方面所获得的成果。这两家公司联合验证了一些具有高可操作性和高性能的甚大规格成像焦平面列阵,它们将在未来的近红外和短波红外成像应用中发挥应有的潜能。这种探测器的设计理念可能会使像元间距小到5μm的大规格焦平面列阵达到衍射限分辨率。本文报导雷神视觉系统公司的先进样品制造厂把该公司的Hg_(1-x)Cd_xTe材料生长和探测器操作工艺方法与AVYD公司的p型离子注入方法结合起来在制作平面探测器列阵晶片方面所做的工作。同时综述像元间距为20μm的1024×1024元短波红外焦平面列阵的性能。这种探测器列阵是用响应波段为从近红外至2.5μm截止波长的Hg_(1-x)Cd_xTe材料制作的。通过柱状焊接互连技术,探测器列阵与雷神视觉系统公司的天文学级读出电路片焊接在一起。这些焦平面列阵在整个光谱范围内呈现出极佳的量子效率和均匀性,并呈现出中值为每秒0.25个电子的甚低漏泄电流。用来制作探测器列阵的工程级Hg_(1-x)Cd_xTe外延层是用经过改进的液相外延方法在CdZnTe衬底上生长的,并经过了复合的钝化/离子注入/钝化处理。本文详细评论探测器的性能数据,其中包括测试结构的电流-电压特性曲线、截止光谱曲线、焦平面列阵的量子效率和漏泄电流。     

量子阱红外探测器衬底完全去除技术研究

背面减薄技术对于提高量子阱红外焦平面探测器的性能有着重要的意义,通过衬底减薄能够缓解探测器芯片与读出电路的热膨胀失配,提高互连混成芯片可靠性,同时能够有效降低串扰。本文结合机械研磨、化学机械抛光和选择性湿法腐蚀技术,实现了量子阱探测器互连混成芯片的衬底完全去除。     

非致冷热成像用的铁电体（上）

在英国,非致冷的热成像（ＴＩ）使用铁电体热辐射计的大型列阵,热辐射计（即热辐射探测器）的元件的间距为４０μｍ～１００μｍ。利用铁电陶瓷材料的热电性质来制作热辐射计灵敏元,混成列阵（亦称混合列阵）工艺用焊料信把灵敏元件与读出电路连接起来,这种技术已经成功地生产了大量的二维列阵器件。然而,一种创新技术正在研究之中,它把铁电材料直接沉积在硅读出集成电路上,形成具有适当微结构形状之中,它把铁电材料直接沉积     

高性能微切削热电堆线列阵

美国喷气推进实验室的科研人员最近利用高性能热电材料制作了一种热电堆红外探测器线列阵,这种热电堆红外探测器线列阵是利用微切削工艺制备在硅衬底上的.它们在色散分光计中,可用于化学分析,包括排气和环境监测;在廉价的热成像系统中,可用于预测和预防性维护,如寻找火车轮子或发电设备上的热斑;在地平仪中,则可以用于卫星姿态控制.     

带真空封装结构的红外探测器

本发明提供一种红外探测器，它包括一个列阵，列阵中的每个像元都有一个微桥结构。在上述微桥结构中有一片与衬底隔开的膜片，它是由一种横梁结构支撑的．每个像元还有一个真空封装结构，该真空封装结构内有一层窗口薄膜，这是用来封闭由于去除膜片中的第一和第二层牺牲薄膜而形成的第一和第二个真空容积的。     

高密度垂直集成光电二极管焦平面列阵技术（上）

1 引言 由美国DRS红外技术公司研制的高密度垂直集成HgCdTe光电二极管是解决红外焦平面列阵结构问题的一种新方法。较之更为保守的焦平面列阵结构,新方法在二极管的形成以及在二极管与硅读出集成电路的混成方面都有不同之处。这种二极管是在低温下通过对非本征     

混成红外探测器列阵与改善动态范围的CMOS读出电路

美国专利US7551059 (2009年6月23日授权)本发明提供一种混成图像传感器,它包括一个CMOS读出电路和一个红外探测器列阵。CMOS读出电路通过铟柱焊接与红外探测器列阵的至少一个探测器连接。CMOS读出电路包括两个放大器电路,这     

具有时间延迟和积分功能的HgCdTe扫描焦平面线列阵

俄罗斯RD&P Center ORION发展了一种基于平面HgCdTe光电二极管列阵和定制硅集成读出电路的焦平面列阵技术.做在碲镉汞液相外延层上的光伏探测器列阵以及硅读出电路是通过铟丘连接在蓝宝石互连衬底上的.冷却的硅读出电路是用n-MOS工艺制作的.本文描述了一些3μm～5μm和8μm～12μm时间延迟和积分(TDI)扫描红外焦平面线列的一般结构和发展结果,这些焦平面线列的规格分别为4×48、2×96、4×128和2×256.介绍了基于碲镉汞外延层的光伏型列阵的性能.描述了以TDI模式工作的混成焦平面列阵的测试方法及典型的调查结果.在8μm～12μm波长范围内,带四个TDI元件的4×48和4×128焦平面列阵的探测率高于(1～2)×1011cmW-1Hz1/2,带两个TDI元件的2×96和2×256焦平面列阵的探测率高于(7～10)× 1010cmW-1Hz1/2.     

P型长波Hg_（1－x）Cd_xTe材料MBE生长技术研究

用分子束外延的方法在ＧａＡｓ（２１１）Ｂ衬底上研制了Ｐ型长波ＨｇＣｄＴｅ材料，及３２×３２小规模长波混成红外焦平面列阵，其材料的均匀性以及生长材料的参数的可重复性良好．在适当的热处理条件下，材料Ｐ型电学参数达到了较高水平，并具有良好的可重复性     

美陆军研究实验室尝试用多种方法解决HgCdTe/Si材料位错密度高的问题

碲镉汞是一种可调谐半导体合金材料,它可以用来制作用于探测从近红外至甚长波红外光的探测器。业已证明,通过采用体材料衬底,HgCdTe/CdZnTe材料无论是用     

双波段红外HgCdTe焦平面列阵

本文综述法国原子能委员会LETI红外实验室在双波段红外焦平面列阵方面所做的研究工作.在工艺上,该实验室采用的是通过分子束外延法在晶格匹配的高质量CdZnTe衬底上生长的HgCdTe多层掺杂异质结构.器件的结构是n+ppn,而且在空间上是相干的.长波层是一个平面状的n+/p二极管,它是通过离子注入制成的,而波长较短的p-n二极管则是在分子束外延过程中通过掺铟在原位制成的.最后一个结是通过台面蚀刻而被隔离的,探测器通过铟丘与一个读出效率接近100%的读出电路互连.每个像元有一个或两个铟丘,用来按序或者同时访问两个波长,探测器的间距分别为50μm和60μm.每个波段中的单元探测器所呈现的性能接近用标准工艺制作的单色探测器的性能.为了优化双波段红外焦平面列阵的性能,LETI红外实验室专门为这种列阵设计了一种硅CMOS读出电路.本文介绍了128×128元(间距为50μm)中波红外(2μm～5μm)双色焦平面列阵在77K温度处操作时的光电性能.     

软脆碲锌镉衬底的新型化学抛光技术研究

碲锌镉(CdZnTe)是液相外延碲镉汞(HgCdTe)薄膜的最佳衬底材料。获得高质量的CdZnTe衬底表面对于提升红外探测器的性能有着十分重大的意义。针对CdZnTe表面加工技术进行了研究,开发出一种新的化学抛光技术,使得抛光后的CdZnTe表面粗糙度Ra可达0.3 nm。     

干湿结合法在CdZnTe衬底上制备折射型红外微透镜的研究

针对现有微透镜加工方法难以在红外探测器衬底材料CdZnTe上实现大孔径、深浮雕微透镜制备,提出了一种利用ICP-RIE干法刻蚀结合化学湿法腐蚀制备折射微透镜的方法,通过采用多次光刻套刻后分别对CdZnTe材料进行高刻蚀速率、低损伤的ICP-RIE刻蚀,制备出具有深浮雕结构的微透镜雏形,最后采用溴-乙醇溶液腐蚀成形,成功在CdZnTe衬底上制备了深度达60μm的连续深浮雕结构的微透镜线列,并对该微透镜的面形轮廓和光学性能进行了测试分析,在红外探测器的微光学元件领域有着巨大的应用前景。     

在硅衬底上研制大规格红外焦平面列阵

第三代红外成像技术需要高性能的大规格红外焦平面列阵。HgCdTe红外焦平面列阵所呈现的性能可满足这种要求。基于硅的复合衬底已被证明是实现高分辨率HgCdTe列阵的首选衬底。复合衬底的工艺技术具有可量测性,目前使用的衬底尺寸已达6in,而且具有极好的组分均匀性。代表目前工艺水平的复合衬底所呈现的位错密度处于中低档范围,即10~5cm~(-2)。然而,在复合衬底上生长的HgCdTe外延层所呈现的缺陷密度为10~6cm~(-2)。最近在CdSeTe/Si复合衬底方面的研制工作表明,这种衬底很有希望与HgCdTe合金达到更好的晶格匹配。可以预见,若能进一步提高材料质量并改进器件结构,那么实现基于HgCdTe的可量测的工艺技术是完全可能的。     

采用改进型钝化层的红外光电二极管及传感器列阵

美国专利US7544532 (2009年6月9日授权)本发明提供采用改进型钝化层的InSb红外光电二极管及传感器列阵,同时还提供了其制作方法。该方法的具体步骤如下:在n型衬底中形成光电二极管探测器区之前,用分子束外延技术在n型InSb衬底上沉积一层AlInSb钝化层;直接通过该AlInSb钝化层注入一种合适的P~+掺杂剂,以形成光电二极管探测器区;有选择地去除AlInSb钝化层,使InSb衬底的第一区暴露出来,然后在InSb衬底第一区形成栅接点;在光电二极管     

用改进型抗反射元件封装的红外探测器

美国专利US2004/0072384 (2004年4月15日公布) 为了防止探测器元件老化和受沾染物质影响,做在半导体衬底上的非致冷测辐射热计或类似探测器列阵必须被封装起来。用于封装这种探测器列阵的盖子一般可用能透红外的材料如硅制作,这样可以为探测器     

长的中波红外HgCdTe平接线列阵（上）

高分辨率红外成像系统需要非常长的扫描线列,这些扫描列阵不但具有数千个探测器,而且具有高的性能。本文介绍法国ＬＥＴＩ／ＬＩＲ在长平接列阵方面所取得的最新技术进展,并给出了一个间距为３０μｍ、截止波长为５．５μｍ的１５００元ＨｇＣｄＴｅ探测器线列上获得的结果。这个非常大的列阵（长度≈５０ｍｍ）有一个间接混成体系结构,该体系结构由５个平接的ＨｇＣｄＴｅ光伏探测电路和５个ＳｉＣＭＯＳ读出电路组成,它被混成     

制作红外探测器的新三元合金材料的进展

本文对近年来国际上研究较多的新三元红外探测器合金材料的性能及研究进展作了简要论述,特别注重了与碲镉汞材料的对比,同时讨论了用作各种外延的优质衬底材料CdZnTe晶体的现有水平。认为对于新三元窄禁带半导体HgMnTe及HgZnTe,国内应尽早进行技术跟踪研究,8～14μm光谱范围探测器材料的研究重点仍应继续放在HgCdTe材料上。对于优质外延衬底材料CdZnTe的研究,应在现有基础上继续深入下去。     

钛酸铅热释电薄膜集成红外传感器

最近,由于大量潜在的应用需要,如遥感、红外医学热象和气体探测,室温工作的红外传感器已受到相当重视,PbTiO_3因其热释电系数大且居里温度高,所以它具有优良的热释电特性。本文,我们试验制作了一种可获得红外成象的PbTiO_3薄膜线型列阵探测器,并研究了列阵探测器的基本特性。图1给出了PbTiO_3薄膜集成探测器线列的简单结构。衬底为厚约20～50μm的云母片、单晶硅和硅膜。在硅膜衬底中,灵敏元背面的部分硅被用择优腐蚀方法去除,留下的厚约