InSb混合红外焦平面工艺研究

InSb 光伏线列器件是以 n 型 InSb 为衬底,扩散 Cd 形成 p-n 结,经光刻、蒸电极、焊接等工艺制成。SiCCD 为表面 p 沟器件,可按延时积分(TDI)和多路传输(MUX)两种方式工作。在研制1×12、2×12、1×64、2×64元 InSb 光伏线列器件并与 SiCCD 进行互连的基础上,从开发64×64元 InSb 混合红外焦平面着眼,我们进行了64×16元 InSb 光伏面阵的研制,并在 InSb 面阵和 Si 上电镀 In 柱,用我们研制的 HDD-1型红外对准倒焊机进行了对焊,开展了背面辐照 InSb 混合红外焦平面的工艺研究。本文介绍了工艺实验状况,并对工艺实验中有关问题进行了讨论。     

短波红外焦平面探测器及其应用进展

简要介绍短波红外焦平面阵列(SWIRFPA)的相关概念,从探测器材料、探测器制备工艺方面讲述国内外在短波红外焦平面探测器研究领域取得的进展,列举HgCdTe和InGaAs材料短波红外焦平面探测器产品,描述当前短波红外焦平面探测器的研究动向,最后列举了一些有代表性的短波红外焦平面阵列的应用.     

红外焦平面微型金属杜瓦高气密激光焊接的研究

高气密激光焊接是红外焦平面微型金属杜瓦的关键技术。针对微型杜瓦的结构和材料特点,通过实验对激光焊接设备可调参数电流和脉宽与焊接能量的关系、电流和脉宽对焊斑宽度、焊接斑深度的影响、离焦量和重叠对焊接质量影响的研究,得到不锈钢和柯伐、不锈钢与不锈钢和柯伐与柯伐的合理的焊接参数,并将这些工艺参数应用到某个工程项目用红外焦平面微型金属杜瓦的激光焊接中,其漏率均优于3×10-12Torr.L/s。     

百万像素级红外焦平面器件倒装互连工艺研究

介绍了倒装互连技术的工艺原理,阐述了红外焦平面器件倒装互连的工艺特点。通过系列实验和分析,最终优化并确定了百万像素级红外焦平面器件倒装互连的工艺参数,获得了良好的互连效果。     

多色探测器列阵的设计和研制

1引言高性能传感器的应用需要多色红外焦平面.高性能传感器需要的是能在中波红外/长波红外和长波红外/甚长波红外波段中覆盖人们所关心的各种波长的多色焦平面列阵.HgCdTe探测器工艺在这方面已获得了显著的进步.与使用多个单色红外焦平面列阵相比,使用一个双色红外焦平面列阵的成像系统更加简单可靠,其重量更轻,功耗更小,价格也更便宜.     

HgCdTe红外焦平面工艺的进展

本文评述HgCdTe红外探测器焦平面工艺的进展,并对其最大潜力作了估价。 HgCdTe是可调禁带的合金半导体材料,可作成波段在2～14微米内的红外探测器。光导HgCdTe探测器阵列现在已被许多红外系统所采用。霍尼威尔公司和其他一些地方正进一步提高HgCdTe光电二极管的工艺水平,而成结技术对复杂的多元焦平面特别适合。本文小结了2～14微米光谱范围内红外焦平面工艺的进展及其可获得的最佳性能。文中评述了HgCdTe光电二极管与硅电荷耦合器件集成多元两维镶嵌阵列焦平面的方案和进展。最后,对HgCdTe红外电荷传输镶嵌焦平面的潜力作了评价。     

红外焦平面成像器件发展现状

红外焦平面列阵成像技术已经进入了成熟期。本文对几种红外焦平面列阵器件如MCT、InSb和QWIP的最新进展作一评述,简要介绍其器件发展水平、技术路线和关键工艺。简要提及一种新颖的非制冷焦平面成像技术：光学读出微光机红外接收器。     

国外量子阱红外焦平面探测器的发展概况

以GaAs／A1GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ量子阱红外焦平面探测器因其成熟的材料生长和器件工艺技术,一直是与传统的HgCdTe红外探测器并驾齐驱的红外探测器。近十年来随着对器件结构、机理及器件工艺的不断改进,大面阵Ⅲ-Ⅴ量子阱红外焦平面器件发展显著。本文介绍了量子阱红外焦平面探测器的优越性及存在的问题,当前欧美国家量子阱红外焦平面探测器的最新研究发展、产品现状及应用前景。     

红外焦平面探测器数字读出电路研究

读出电路是红外焦平面探测器组件的重要组成部分,其性能对探测器乃至整个红外成像系统的性能有重大影响。随着硅CMOS工艺的发展,数字化读出电路以及读出电路片上数字信号处理等功能得以实现,能够大幅度提高红外焦平面探测器的性能。以红外焦平面探测器对读出电路的要求入手,分析了读出电路各性能参数对红外焦平面探测器性能的影响,介绍了读出电路的数字化技术及各种实现方式以及数字积分技术。CMOS技术的发展使得数字积分技术在红外焦平面探测器读出电路中得以实现,有效解决了读出电路的电荷存储容量不足的问题,极大地提高了探测器性能。     

固体浸没式红外超表面透镜设计

红外焦平面阵列在各类红外成像系统中发挥着巨大的作用。为提升红外焦平面的工作温度、量子效率和灵敏度,通常使用微透镜阵列作为红外焦平面的聚光器。当前微透镜阵列的制作材料通常与红外探测器材料不同,因此在集成装配时需要额外的工艺手段,工艺难度较大且效率较低。利用微纳光学超表面技术体系,可以在红外探测器衬底材料上直接制作平面式的固体浸没型微透镜阵列,实现前置微透镜与红外焦平面的单片集成。文中以红外探测领域最有潜力的锑化物Ⅱ类超晶格红外探测器为应用目标,设计了一种基于GaSb衬底的固体浸没式红外超表面透镜。设计的超表面透镜在中波红外波段工作,能适用于所有入射偏振。器件设计焦距为100 μm,理论上在目标波长下的最高聚焦效率达到70.7%,数值孔径(NA)达到1.15。该设计可以推动微透镜阵列向扁平、超薄、轻量的方向发展,简化微透镜阵列与红外焦平面阵列的集成工艺,有望提升红外焦平面的探测效率,并降低制造成本。     

碲镉汞红外焦平面器件技术进展

近十年碲镉汞第二代红外焦平面探测器应用呈现爆发式增长,也是第三代焦平面技术快速发展的十年。文中对近十年来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了简单的回顾,并结合碲镉汞红外焦平面探测器的应用,对在碲镉汞红外焦平面探测器技术方面的研究工作和工程应用进行了总结,最后,对未来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了展望。     

一种基于邻域的小像元红外焦平面阵列串音测试方法

串音是评价红外焦平面阵列(InfraRed Focal Plane Array, IRFPA)性能的重要参数之一,随着IRFPA技术的发展,探测器单元尺寸逐渐减小,传统小光点测试方法的光斑尺寸已接近甚至大于探测器单元尺寸,需要采用新的测试理论和方法。论文分析了红外光斑照射到IRFPA上的典型分布情况,研究了小像元情况下探测器单元的信号电荷及其相互关系,建立了基于八邻域的小像元IRFPA串音测试的理论模型,并将四邻域串音模型和传统串音模型作为八邻域串音模型的特例,给出了相应的测试方法。数值模拟表明:在小像元情况下光斑尺寸对串音系数的测量具有明显的影响;采用基于邻域的小尺寸像元IRFPA串音测试方法,可在现有测试设备上通过测试软件的修改,实现小像元IRFPA串音的测试。     

红外焦平面阵列读出电路技术分析

从红外焦平面技术的发展背景出发,论述了读出电路在红外焦平面信号传输中的作用;讨论了用于实现红外焦平面阵列读出电路的一些实施技术;并对各种实现技术进行了分析比较;最后提出了红外焦平面阵列读出电路今后的研究方向。     

非制冷红外焦平面阵列进展

非制冷红外成像技术已广泛应用于军事和民用领域,一直是人们关注的焦点之一,其核心部件是非制冷红外焦平面阵列(IRFPA:Infrared Focal Plane Array)。综述了几种具有代表性的非制冷IRFPA的探测原理、发展历史和现状。它们是:热敏电阻型、热释电型、热电堆型、二极管型、热-电容型非制冷IRFPA和应用光力学效应的非制冷IRFPA、基于法布里-珀罗微腔阵列的非制冷IRFPA。     

不致冷红外焦平面列阵

分析比较了四种红外焦平面列阵（ＩＲＦＰＡ）的特征，阐述了不致冷ＩＲＦＰＡ具有价格低廉和使用方便的明显优势，对三种不致冷ＩＲＦＰＡ作了介绍，特别是辐射热微测量主地ＩＲＦＰＡ是当前研制重点，将给夜视热像系统带来革命性变化，最后列举了红外焦平面列阵在非军事领域的应用。     

红外焦平面阵列非均匀性及校正分析

大规模红外焦平面阵列器件固有的非均匀性,严重地制约着红外成像系统的性能,这 是其应用中必须解决的一个关键问题。本文详尽地分析了产生非均匀性的各种因素,并对其校正原理进行了阐述,最后给出了基于参考源校正算法的仿真结果。     

数字红外焦平面探测器（特邀）

相比传统的模拟红外焦平面探测器,数字红外焦平面探测器具有很多技术优势,是红外焦平面探测器技术的重要发展方向。首先,介绍了数字红外焦平面探测器国内外的研发现状,从信号处理以及应用的角度分析了模拟红外焦平面探测器与数字红外焦平面探测器的区别与特点;然后,又详细介绍了列级ADC数字读出集成电路以及数字像元读出集成电路的架构及具体电路模块,分析了数字读出集成电路的各模块电路及与性能的关系,并展望了数字读出集成电路的技术发展趋势。随着红外焦平面探测器向大面阵、小像元及高性能发展,对数字读出集成电路也提出更高的技术要求。通过读出集成电路架构以及模块电路的技术提升,列级ADC数字读出集成电路将普遍应用于大面阵、小像元红外焦平面探测器,而数字像元读出集成电路将普遍应用于长波红外焦平面探测器。     

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。     

热释电型红外焦平面阵列成像模拟实验研究

讨论了热释电型红外焦平面阵列成像系统及基本的信号处理，包括信号差分处理、非均匀性校正等，利用自扫描光电二极管列阵（SSPA）对热释电型红外焦平面阵列成像系统进行了模拟实验，获得了满意的图像，为进一步研制热释电型红外焦平面阵列成像系统打下了基础。     

基于人眼视觉特性的IRFPA非均匀性校正算法研究

红外焦平面器件普遍存在着非均匀性问题,对红外焦平面阵列(IRFPA)实施非均匀性校正对提高成像质量具有重要意义。传统的IRFPA多点校正算法存在运算量大、实时性能低、实用效果差等问题,为此文章综合人眼视觉特性,提出IRFPA非均匀性多点校正算法。人眼视觉对图像的灰度分辨能力是有阈值限制的,利用这种分辨阈值可以对IRFPA的标定点进行有效压缩,生成像元号-校正系数表,然后通过查找系数表,实现IRFPA的非均匀性实时压缩校正。实验证明,提出的IRFPA非均匀性校正算法较传统的IRFPA非均匀性校正算法实时性能更好,非均匀性降低了0.203%。