光电子学与夜视器件(SPIE Vol. 3819)

一、碲镉汞焦平面列阵 1.具有时间延迟与积分功能的HgCdTe扫描焦平面线列阵(L.A.Bovina等,俄罗斯RD&P中心) 2.128×128元和384×228元HgCdTe凝视焦平面列阵(L. A.Bovina等,俄罗斯RD&P中心) 3.新式红外HgCdTe焦平面列阵的最高性能(V.V.Osipov等,俄罗斯RD&P中心)     

高性能短波红外InGaAs焦平面探测器研究进展

中科院上海技物所近十年来开展了高性能短波红外InGaAs焦平面探测器的研究。0.9~1.7mm近红外In Ga As焦平面探测器已实现了256×1、512×1、1024×1等多种线列规格,以及320×256、640×512、4000×128等面阵,室温暗电流密度<5 n A/cm~2,室温峰值探测率优于5×10~(12)cm×Hz~(1/2)/W。同时,开展了向可见波段拓展的320×256焦平面探测器研究,光谱范围0.5~1.7mm,在0.8mm的量子效率约20%,在1.0mm的量子效率约45%。针对高光谱应用需求,上海技物所开展了1.0~2.5mm短波红外InGaAs探测器研究,暗电流密度小于10 n A/cm~2@200 K,形成了512×256、1024×128等多规格探测器,峰值量子效率高于75%,峰值探测率优于5×10~(11)cm×Hz~(1/2)/W。     

非制冷长波红外焦平面列阵现状

文章介绍了非制冷测辐射热计和铁电陶瓷焦平面列阵的现状，包含8万个非制冷氧化钒红外探测器的焦平面列阵已制成热像仪，系统的噪声等效温差（NETD）为0．04℃，不需要制冷和机械调制入射辐射。多晶硅热敏电阻和硅p－n结温差电堆焦平面列阵的研究工作取得了进展，用溅射和化学汽相淀积技术已制成128×128元硅薄膜测辐射热计焦平面列阵，单元探测器的探测率为1×109cmHzW－1；128×128元温差电堆焦平面列阵的NETD为0．5℃。利用热释电效应和介电常数温度变化的铁电陶瓷焦平面列阵制成的热像仪，NETD已达到0．047℃。     

InGaAs近红外线列焦面阵的研制进展

研制出光谱响应为0.9～1.7μm的256×1、512×1元InGaAs线列焦平面组件,和光谱响应延展至2.4μm的256×1元InGaAs线列焦平面组件.焦平面组件包括光敏芯片、读出电路、热电制冷器以及管壳封装.光敏芯片在Inp/InGaAs/InP(p-i-n)双异质结外延材料上采用台面结构实现,并与128×1或512×1元CTIA结构的读出电路耦合.焦平面器件置于双列直插金属管壳中,采用平行缝焊的方式进行封装.介绍了高均匀性长线列InGaAs焦平面组件的关键技术和主要性能结果,为更长线列焦平面组件的研制提供了坚实的基础.     

以色列研制出用于中波红外成像的兆像元数字InSb探测器

自从20世纪90年代后期以来,以色列半导体器件公司研制并制造了各种各样的InSb二维焦平面阵列。这些焦平面阵列既有模拟形式的,也有数字形式的,其规格包括320×256、480×384和640×512等,各规格阵列的像元间距从15μm到30μm不等。它们已被用于许多红外系统及应用领域。为了满足人们对甚高分辨率中波红外探测器和系统的需要,该公司目前已研制出了一种像元数为1280×1024、像元尺寸为15μm的大规模二维InSb探     

低成本微型传感器计划

低成本微型传感器计划的目标有两个。第一个目标是利用640×512规格的非致冷氧化钒(VO_x)焦平面研制并提供一种远距离红外传感器;第二个目标是利用160×128规格的氧化钒焦平面列阵研制一种可一次性使用的微型传感器。640×480规格的传感器用以执行远距离的监视和目标瞄准任务,是一种可重复使用的贵重仪器。160×120规格的传感器则是为要求微型化以及低成本和低功耗的应用而设计的,同时也是为一次性的军事应用而设计的。这种研究工作的目的是进一步降低非致泠红外传感器的成本,进一步减小它们的重量和功耗,提高它们的性能,从而提高它们在以前热成像技术从未涉及的军用和民用市场中的适用性。     

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.     

用分子束外延方法在4″硅衬底上生长HgCdTe并制造高性能大规格中波红外焦平面列阵

美国Raytheon公司已能用分子束外延方法在4"硅晶片上生长HgCdTe中波红外双层异质结(MWIRDLHJ),并能用这些晶片制造高性能器件。测试数据表明,用分子束外延晶片制造的截止波长范围为4μm～7μm的探测器的性能堪与用液相外延方法生长的材料的趋势线性能匹敌。两者的光谱特性相似,但前者的量子效率略低,这归因于所使用的硅衬底。在R_0A参数方面,HgCdTe/Si器件比用液相外延方法生长的探测器更接近理论辐射限。通过一个简单的模型,已知材料中的缺陷密度关系到器件的性能。同液相处延材料相比,分子束外延材料的1/f噪声略有增加,但测得的噪声电平还不足以明显降低焦平面列阵的性能。Raytheon公司除了用分子束外延材料制造分立的探测器之外,还用这种材料制造了两种规格的焦平面列阵。制造出来的128×128元焦平面列阵的中波红外灵敏度与用成熟的InSb工艺制造的焦平面列阵相似,而像元的可操作率已超过99％。用分子束外延材料制造的640×480元焦平面列阵则显示出更高的灵敏度和可操作率。     

单片式PtSi肖特基势垒IR—ITCCD焦平面列阵

本文介绍了PtSi肖特基势垒IRCCD的工作原理,评述了国外硅化物肖特基势垒红外焦平面列阵的发展,重点阐述了已制成的64×64、128×128元PtSi肖特基势垒IR-ITCCD焦平面列阵的结构与设计思想。     

我国研制成功128×128元红外焦平面列阵

重庆光电技术研究所研制成功128×128元铂硅肖特基势垒红外焦平面列阵,并于1990年4月27日     

用分子束外延方法在4"硅衬底上生长HgCdTe并制造高性能大规格中波红外焦平面列阵

美国Raytheon公司已能用分子束外延方法在4"硅晶片上生长HgCdTe中波红外双层异质结(MWIRDLHJ),并能用这些晶片制造高性能器件.测试数据表明,用分子束外延晶片制造的截止波长范围为4μm～7μm的探测器的性能堪与用液相外延方法生长的材料的趋势线性能匹敌.两者的光谱特性相似,但前者的量子效率略低,这归因于所使用的硅衬底.在R0A参数方面,HgCdTe/Si器件比用液相外延方法生长的探测器更接近理论辐射限.通过一个简单的模型,已知材料中的缺陷密度关系到器件的性能.同液相处延材料相比,分子束外延材料的1/f噪声略有增加,但测得的噪声电平还不足以明显降低焦平面列阵的性能.Raytheon公司除了用分子束外延材料制造分立的探测器之外,还用这种材料制造了两种规格的焦平面列阵.制造出来的128×128元焦平面列阵的中波红外灵敏度与用成熟的InSb工艺制造的焦平面列阵相似,而像元的可操作率已超过99%.用分子束外延材料制造的640×480元焦平面列阵则显示出更高的灵敏度和可操作率.     

近红外256×1元InGaAs焦平面探测器无效像元研究

采用分子束外延方法生长的PIN型InP/InGaAs/InP双异质结材料制备了正照射256×1元近红外探测器,并与128×1奇偶两路读出电路互连,制备了近红外256×1元焦平面探测器.针对近红外InGaAs焦平面探测器中的无效像元问题,通过光学显微镜、扫描电镜和电学测试将无效像元进行分类,并分析了无效像元产生的原因.研...     

简讯

长波红外探测器法国红外公司(Sofradir)推出一种名为维纳斯的长波红外探测器．这是一种紧凑的致冷型焦平面列阵,其规格为384×288元,像元的间距为25μm,最高帧速率为330Hz．这种探测器以HgCdTe为材料,其特点是像     

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。     

重庆光电技术研究所科技捷报

机电部重庆光电技术研究所科技人员,继128×128元 PtSi 肖特基势垒红外焦平面阵列研制成功之后,经过艰辛努力,于1992年3月初又研制成功256×256元 PtSi 肖特基势     

128×128元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外焦平面探测器

报道了128×128元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外焦平面阵列探测器的研究成果.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.红外吸收区结构为13 ML(InAs)/9 ML(GaSb),器件采用PIN结构,焦平面阵列光敏元大小为40 μm×40μm.通过台面形成、侧边钝化和金属电极生长,以及与读出电路互连等工艺,得到了128×128面阵长波焦平面探测器.在77 K时测试,器件的100％截止波长为8μm,峰值探测率6.0×109 cmHz1/2 W-1.经红外焦平面成像测试,探测器可得到较为清晰的成像.     

非致冷微测辐射热探测器的最新研制状况

为了满足广泛的热成像应用的需要,人们正在研制非致冷型红外焦平面列阵.消防、日常维修、生产过程的控制和温度记录只是热成像技术在工业上的一小部分应用,它们都将得益于非致冷型红外探测器。因此,人们已研究出一种像元间距为35μm的非致冷型红外探测器工艺,利用这种工艺可以生产高性能的160×120元和384×288元列阵,除此之外,为了满足生产流程控制和更为精确的炉温控制等工业应用的要求,一种像元间距为45μm的320×240元非致冷型宽带探测器也已研制成功。法国ULIS公司的非晶硅工艺技术很适合用来大量生产低成本的探测器,本文先简单介绍微测辐射热计工艺技术的背景,然后对像元间距为35μm的探测器以及像元间距为45μm的320×240元宽带红外焦平面列阵进行表征。     

128x128元InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面探测器

报道了128×128元InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外焦平面阵列探测器的研究成果.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.红外吸收区结构为13 ML(InAs)/9 ML(GaSb),器件采用PIN结构,焦平面阵列光敏元大小为40μm×40μm.通过台面形成、侧边钝化和金属电极生长,以及与读出电路互连等工艺,得到了128×128面阵长波焦平面探测器.在77 K时测试,器件的100%截止波长为8μm,峰值探测率6.0×109cmHz1/2W-1.经红外焦平面成像测试,探测器可得到较为清晰的成像.     

红外探测器材料与器件

一、红外焦平面列阵1．适合空间和地面应用的多色长波红外焦平面列阵技术（Latika S．R．Becker）2．长波HgCdTe焦平面列阵用高性能辐射硬化增透膜的设计与研制（Ashok K．Sood）3．多色探测器列阵的设计与研制（Ashok K．Sood）4．在硅上研制大规格红外焦平面列阵（Nibir K．Dhar等）     

红外探测器材料与器件(SPIE Vol．5564)

一、红外焦平面列阵1．适合空间和地面应用的多色长波红外焦平面列阵技术(Latika S．R．Becker) 2．长波HgCdTe焦平面列阵用高性能辐射硬化增透膜的设计与研制(Ashok K．Sood) 3．多色探测器列阵的设计与研制(Ashok K．Sood) 4．在硅上研制大规格红外焦平面列阵(Nibir K．Dhar等)