InSb红外探测器芯片粘接工艺研究

基于InSb红外探测器的封装特点,采用正交试验法研究了芯片粘接过程中基板平整度、粘接剂抽真空时间、配胶时间、固化条件等工艺参数对芯片性能及可靠性的影响。通过计算极差和方差分析了各因素对芯片可靠性的影响大小。结果表明,固化条件对粘接后芯片的性能影响最大,其次是配胶时间,而抽真空时间和基板平整度影响相对较小。针对极差分析得出的较优参数组合和较差参数组合,利用X射线衍射(XRD)研究了不同参数组合对晶片粘接的应力大小,所得结果与正交试验一致。     

FAHP法在尾矿库安全性评价中的应用

从系统工程的观点出发,构建了影响尾矿库安全性的评价指标体系,运用层次分析法(AHP)确定评价指标权重,根据各因素权重的大小,判断系统中主要隐患因素;并结合模糊综合评价,建立尾矿库安全性的模糊层次分析(FAHP)评价模型。对实例尾矿库进行了评价,得出了尾矿库的安全等级,为尾矿库隐患治理提供了依据。     

锑化物中/中波双色红外探测器研究进展

面对第三代红外探测器对多波段探测的需求,中/中波双色同时获取两个波段的目标信息,对复杂的背景进行抑制,可以有效排除干扰源的影响,提高了探测的准确性,增强了在人工及复杂背景干扰下的目标识别能力,因此中/中波双色探测器设计和制备最近快速发展起来。锑化铟红外探测器通过分光可实现两个中波波段的探测,锑化物Ⅱ类超晶格探测器通过能带结构设计实现多波段探测。本文阐述了锑化物中/中波双色红外探测器的主要技术路线和目前研究进展,与传统InSb双色探测器相比,中/中波双色超晶格红外器件用于红外成像探测具有鲜明的特点和优势,但需要在探测器结构设计、锑化物超晶格材料生长、阵列器件制备等方面进行进一步研究,以提高探测性能,满足工程化应用需求。     

基于距离判别分析与模糊数学的岩体质量评判法

在对比分析各类岩体质量评判方法的基础上,针对影响地下工程岩体质量的关键因素,选取其中的6项基本指标作为地下工程岩体质量评判的基础.然后采用距离判别分析的思想确定岩体评价指标的隶属度,并引进变异系数法与专家评分相组合来确定各指标权重,建立了相应的模糊综合评价模型.该方法使得距离判别关系定量化,避免单纯距离判别分析方法中的模糊不确定性带来的误差.通过对三山岛金矿深部岩体进行的工程应用表明,该方法对于地下工程岩体分级具有很好的适用性与合理性.     

尾矿库安全的可拓综合评价研究

根据影响尾矿库安全的因素及我国尾矿库安全现状,结合系统工程的观点建立尾矿库多级评价指标体系,并采用层次分析法确定各评价指标权重。引入可拓学理论,建立尾矿库评价物元模型。将此理论应用于三山岛金矿尾矿库安全评价中,得出尾矿库安全等级为A级微偏向于B级,属于正常库。实践表明,基于可拓理论的尾矿库安全评价方法是可行的,既能准确地反映尾矿库安全等级,又能反映目前尾矿库与相邻安全等级的距离,为矿山尾矿库安全管理提供了科学依据。     

InAlSb红外光电二极管性能研究

在InSb衬底上利用分子束外延生长了p-i-n结构的InAlSb/InSb材料,通过在吸收层和接触层之间生长宽禁带的InAlSb势垒层,验证了势垒层对耗尽层中暗电流的抑制作用。分别基于外延生长的InAlSb材料和InSb体材料,借助标准工艺制备出二极管,并对其电性能进行测量分析,研究发现:77 K温度时,在-0.1 V的外偏电压下,p+-p+-n--n+结构和p+-n--n+结构InAlSb器件的反偏电流分别为3.410-6 Acm-2和7.810-6 Acm-2。基于p+-p+-n--n+结构研制的InAlSb二极管的暗电流保持在一个很低的水平,这为提高红外探测器的工作温度提供了重要基础。     

分子束外延InAlSb红外探测器光电性能的温度效应

采用分子束外延生长方法在InSb （100）衬底上生长p+-p+-n-n+势垒型结构的In1-xAlxSb外延层。运用X射线衍射对材料的晶体质量及Al组分进行测试和表征,InAlSb外延层的半峰宽为0.05,表明外延材料的单晶性能良好,并通过布拉格方程和维戈定律计算出Al组分为2.5%。然后将外延材料制备成多元红外探测并测得77~210 K下的光谱响应曲线,实验发现探测器的截止波长从77 K时的4.48 m增加至210 K时的4.95 m。通过数据拟合得出In0.975Al0.025Sb禁带宽度的Varshni关系式以及其参数Eg（0）、和的值分别为0.238 6 eV,2.8710-4 eV/K,166.9 K。经I-V测试发现,在110 K,-0.1 V偏压下,器件的暗电流密度低至1.0910-5 A/cm-2,阻抗为1.40104 cm2,相当于77 K下InSb探测器的性能。同时分析了温度对器件不同类型的暗电流的影响程度,并得到器件的扩散电流与产生-复合电流的转变温度约为120 K。     

InSb焦平面探测器高低温循环特性研究

制冷型InSb红外焦平面探测器工作时需降温至低温(80 K),器件在整个生命周期会经受从常温(300 K)到低温(80 K)的上千次高低温循环。针对该型探测器开展了高低温循环特性试验,测试和分析了上千次高低温循环过程中器件光电性能、杜瓦热负载和J-T制冷器特性的变化。试验结果表明,探测器可以经受至少2 000次高低温循环,并且探测率变化的幅度5.5%、响应率变化的幅度4.8%、盲元数未发生增加。研究结果为器件的工艺研发和改进提供了参考。     

InAs/InAsSb超晶格红外中/中波双色焦平面探测器研制

超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。双波段红外探测器能够通过对比两个波段内的光谱信息差异,对复杂的背景进行抑制,提高探测效果,在需求中尤为重要。本文开展了InAs/InAsSb超晶格中/中双色焦平面探测器设计及制备技术研究,从器件设计、材料外延、芯片加工等方面展开研究,制备了中心距30 μm的320×256 InAs/InAsSb二类超晶格中/中波双色焦平面探测器。器件短中波峰值探测率达到7.2×10¹¹ cm·Hz^1/2W^-1,中波峰值探测率为6.7×10¹¹ cm·Hz^1/2W^-1,短中波有效像元率为99.51%,中波为99.13%,获得了高质量的成像效果,实现中中双色探测。     

基于K.B.鲁佩涅依特理论的露天坑下采空区算顶板安全厚度计算

对三道庄露天开采境界内采空区的顶板岩体进行了受力分析。采用K.B.鲁佩涅伊特理论计算方法及假设条件,建立了采空区顶板岩体力学模型。应用MATLAB数值模拟软件,建立了安全系数K=1.3时不同采空区跨度与顶板安全厚度之间的对应关系,对指导该矿露天开采的安全生产具有重要的意义。