红外探测器杜瓦冷头的低温可靠性研究

红外探测器杜瓦冷头结构受温度冲击时容易损伤,甚至会导致探测器组件失效。这是红外探测器组件产品研制中不可避免的可靠性问题之一。针对红外探测器杜瓦冷头的低温可靠性问题展开了相关研究。结合粘接失效原理和有限元仿真,讨论了粘接胶厚度、溢胶等情况对杜瓦冷头低温应力、冷头-冷指粘接面积与探测器温度关系的影响。结果表明,胶层状态是影响杜瓦冷头低温损伤和温度传导的重要原因。产品研制过程中可通过控制粘接胶层来降低大面阵探测器粘接结构的低温应力,从而提高冷头结构的低温可靠性。     

基于FPGA的星载HgCdTe探测器温控系统设计

大气主要温室气体检测仪采用HgCdTe探测器实现CO₂温室气体干涉光谱数据探测,HgCdTe探测器工作温度对探测器性能具有重要影响。针对HgCdTe探测器恒定低温下工作的需求,设计了温度采集电路与温控功率驱动电路,并以Actel公司反熔丝工艺FPGA作为主控单元, 结合PID算法,完成了星载HgCdTe探测器温控系统,实现了探测器在轨温度控制。实验及应用结果表明,控温精度优于0.5℃, 控温稳定性优于0.1℃/s,满足HgCdTe探测器在轨工作温度要求。     

基于LabVIEW的低温半导体器件温度循环系统

为研究低温半导体器件如HgCdTe中长波红外探测器温度循环过程的失效机理,提出了一种基于LabVIEW的温度循环实验设备。LabVIEW既用于测试又用于步进电机等的控制,结构简单,运行高效。经过数千次温度循环实验表明,该设备运行比较稳定,能够满足对低温半导体器件的筛选要求。     

室温长波光导探测器研究

从理论和实验上详细研究了室温长波HgCdTe光导探测器,提出了室温光导半导体的广义优值,计算了10.6μm HgCdTe探测器的优值和极限性能与组分和掺杂的关系。用HgCdTe外延层制作了光导探测器,描述了它的性能。结果表明10.6μm室温光导探测器的最佳探测率可高于1×10~8cmHz~(1/2)/W,已接近一般的热敏型探测器性能。     

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。     

长波QWIP-LED量子阱红外探测器杜瓦研制

在用于封装长波QWIP-LED量子阱探测器的杜瓦研制中,详细阐明了一种用于封装长波QWIP-LED量子阱红外探测器的结构,结构采用侧罩式设计,光信号从红外窗口进入,近红外窗口透出,提出了一种探测器胶接在管座上,管座整体再螺接在冷头的方法,提高探测器的互换性,通过热适配设计,降低低温应力对探测器影响,选择低冷损的TC4材料,降低杜瓦漏热,基本解决了长波QWIP-LED量子阱探测器杜瓦组件的关键技术,性能指标达标,成像效果良好,达到工程封装要求。     

昆明物理研究所红外焦平面技术发展现状

介绍了昆明物理研究所近几年在红外焦平面探测器组件技术方面的最新进展.随着探测器组件技术的全面突破,焦平面探测器组件批量生产线的建设是昆明光电子产业基地建设的核心内容.HgCdTe材料的提纯、CdZnTe衬底、HgCdTe材料LPE薄膜工艺、探测器芯片平面工艺、读出电路设计和制作、真空杜瓦封装、集成整体式斯特林制冷技术已全面成熟,LW288×4、MW320×256HgCdTe焦平面探测器组件形成批量生产,具备年产数千套探测器组件的生产能力.近期计划完成HgcdTe LW576×6,MW640×480、GaAs/A1GaAs QWlP320×256探测器组件研制.将进一步发展320×240/640×480热释电材料及微测热辐射计非制冷焦平面探测器,1K×1K规模焦平面探测器组件,双色及多色量子阱焦平面探测器组件,在红外焦平面探测器技术领域达到世界一流水平.     

一种新型芯片粘接用导电银胶的性能研究

制备了一种由环氧树脂基体、咪唑类固化剂、微米级银粉和活性稀释剂体系构成的导电银胶。该导电银胶的常温体积电阻率为3.7×10~(-4)Ω·cm,搁置寿命大于48 h,粘度适中,耐热散热性能良好。将该导电银胶应用在3种引线框架并考察其可靠性,结果表明导电银胶与无镀层框架的粘接性最好,但在高温时各框架的粘接性相差不大。同时考察了该导电银胶应用于LGA封装的芯片粘接效果,封装后界面无气泡和分层现象。     

军用工程化微型分置式焦平面杜瓦的研制

详细介绍用于封装288×4、288×1长波红外HgCdTe焦平面探测器芯片和256×256中波红外 PtSi焦平面探测器芯片的分置式焦平面杜瓦的研制情况。该型号产品实现了工程化、实用化、具有良好通用性、可生产性和可扩展能力,具有自主知识产权,产品各项技术指标达到了国际先进水平。     

长波光导HgCdTe红外探测器的可靠性

从真空热浸和电流冲击两个方面对碲镉汞红外探测器进行了研究.真空热浸在星载红外探测器中是十分重要的一项试验,通过研究得到大面积甚长波探测器芯片的耐真空热浸温度为85℃、95℃下39 h的热浸会降低探测器的性能;在电流冲击的实验中,得出低温下探测器芯片耐冲击能力低于室温下的探测器芯片,低温下40 mA的脉冲电流会降低其性能,而室温下相应的脉冲电流为70mA.粘接胶的热导率和厚度是影响耐冲击能力的主要因素.     

长线列红外探测器真空密封结构设计

针对长线列碲镉汞红外焦平面探测器封装的特点,文章设计分析相对应的探测器真空密封结构。在用于封装3000元及5000元碲镉汞焦平面红外组件研制中,详细阐明了其真空密封结构的设计和工艺实现。符合航天空间应用的高可靠性真空结构,是长线列探测器组件正常工作并完成地面相关试验验证的关键。     

HgCdTe芯片粘接可靠性设计

根据ＨｇＣｄＴｅ材料的特性和７７Ｋ低温下工作的要求,结合目前研磨抛光的技术水平,从粘接机理和传热学等方面分析计算了粘接界面的最小接触高度、接触热阻和热应力,给出理想粘接界面的模型,介绍了胶层厚度对器件性能的影响,提出选择ＨｇＣｄＴｅ芯片粘接剂的主要依据和减小粘接界面接触热阻的技术途径。     

12.5 μm长线列碲镉汞焦平面杜瓦组件

256×2碲镉汞焦平面模块由2个256×1元芯片和2个光伏信号硅读出电路模块平行对称组成,并分别与2个不同波段的微型滤光片以架桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了长波256×2长线列碲镉汞红外探测器件组件。基本解决了256×2焦平面杜瓦组件的关键技术,即高精度的组装技术、器件在冷平台上的热失配设计技术和高可靠性封装技术。对抑制杂散光、降低背景辐射、提高组件的可靠性等方面采取了一系列措施,使研制的碲镉汞焦平面器件获得了良好的性能,并进行了一系列空间适应性实验,实验前后的组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。     

多路开关,模拟量混合光纤传输系统

介绍了一种多路混合信号光纤传输系统。该系统采用单片机完成信号采集、正理３和传输，大大简人了硬件电路、缩小了产品体积，提高了系统的可靠性。     

HgCdTe／CdZnTe晶格失配与X光衍射貌相的关系研究

文章采用富Te水平推舟液相外延工艺在CdZnTe衬底上生长了HgCdTe外延薄膜。研究了外延薄膜／衬底晶格失配度、X光衍射貌相、红外焦平面器件探测率三者之间的关系。对于HgCdTe外延层的X光衍射貌相我们将其大致分为五类，分别是Crosshatch貌相、混合貌相、均匀背景貌相、Mosaic貌相以及由衬底质量问题引起的沟壑状貌相，采用Crosshatch貌相和混合貌相材料所制备的红外焦平面器件，平均来说其探测率(D*)较高。X射线双轴衍射的实验结果表明，当外延层与衬底的晶格失配度为～0.03％时，外延层会呈现明显的Crosshatch貌相；而当失配度减小时，会逐渐呈现出混合貌相、均匀背景貌相、直至失配度为负值时呈现Mosaic貌相。因此，对于特定截止波长的HgCdTe焦平面器件，可以通过控制HgCdTe／CdZnTe之间的失配，生长出符合我们要求的貌相的碲镉汞外延材料，从而来提高焦平面器件的性能。     

劳厄形貌术在碲镉汞器件研制中的应用（二）

讨论了反射劳厄形貌术的优缺点，结合碲镉汞器件研制工作给了实际应用的几个例子。如磅镉汞晶片结构检查，观察磅镉汞晶片的磨势损伤，跟踪观察磅镉汞晶片在不光刻、化学腐蚀成形、离子刻蚀成表前后的晶格变化等。     

碲锌镉缓冲层液相外延技术的研究

文章报道了采用液相外延方法，在碲锌镉衬底上进行碲锌镉薄膜缓冲层生长的情况，并且采用X光双晶衍射仪、X光形貌仪、红外傅里叶光谱仪、二次离子质谱仪等手段对碲锌镉薄膜进行了表征，碲锌镉薄膜具有较好地组分及均匀性，晶体结构质量也较好。采用碲锌镉缓冲结构生长了碲镉汞液相外延片，其碲锌镉与碲镉汞薄膜界面附近的杂质得到了有效的控制。     

Surface Oxidative Characterization of LPE HgCdTe Epilayer Studied by X-ray Photoelectron Spectroscopy

Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｓｕｒｆａｃｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｐｌａｙａｄｅｃｉｓｉｖｅｒｏｌｅｉｎｍａｎｙｄｅｖｉｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉ...     

长线列碲镉汞红外焦平面微型杜瓦的研究

针对长线列碲镉汞红外焦平面探测器封装的特点,文章讨论了分置式微型杜瓦研制的难点。在用于封装2000元碲镉汞焦平面芯片的分置式微型杜瓦研制中,详细阐明了一种焦平面芯片其装载面为斜拉式支撑结构的设计,实现了探测器外引功能线的布线优化及其输出引线工艺改进,并提出了一种大尺寸高气密光学窗口的焊接方法等关键技术。通过这些关键技术的突破,成功研制出了2000元碲镉汞焦平面探测器杜瓦组件。     

Hg1-xCdxTe光伏探测器的钝化研究

用倒易二维点阵对HgCdTe光伏探测器钝化及其热处理行为进行了研究,发现测射沉积的钝化膜会引起HgCdTe的晶面弯曲,严重的会出现晶面扭曲和mosaic结构,而钝化后的热处理能改善MCT晶体的完整性,在不同的钝化介质层钝化MCT的研究中发现,ZnS钝化层在高温下并不稳定,而CdTe钝化层却能保持较高的耐温性能。