InSb凝视红外焦平面组件研制和应用

研制成功了采用光伏InSb二极管列阵工艺、直接注入Si CMOS读出电路、微型玻璃杜瓦和微型节流制冷机的 6 4× 6 4元InSb红外焦平面组件。焦平面组件平均探测率约 1× 10 11cmHz1 2 W-1,平均量子效率约 72 %,响应率非均匀性约 18%,无效像元率约 0 .5 %。其性能参数满足红外成像制导的技术要求 ,已成功进行了凝视红外成像探测系统外场试验。     

InSb红外焦平面探测器背减薄技术

文中着重介绍了InSb红外焦平面探测器薄技术工艺以及精抛对器件性能的影响。目前已较好的掌握了减薄至20μm的磨抛技术。     

64×64元InSb红外焦平面读出电路研制进展

研制了用于 6 4× 6 4元InSb红外焦平面的几种读出电路。ISM 6 4× 6 4- 2型电路是采用直接注入模式 ,行积分工作的读出电路。ISM 6 4× 6 4- 3型电路仍然采用直接注入读出模式 ,行积分工作 ,但是增加了一级采样保持电路。ISM 6 4× 6 4- 4型电路采用直接注入模式 ,帧积分工作 ,因而可大大提高信噪比。描述了 2、3和 4型电路的结构 ,工作原理及版图设计特点 ,电路的制造工艺、测试方法及其主要性能。     

InSb红外焦平面器件γ辐照损伤初步研究

用Co60作γ辐照源对InSb光伏二极管列阵和InSb凝视红外焦平面器件进行了高能辐照损伤实验.在5000 rad剂量下观测到二极管优值因子RoA下降了一个数量级,从3.6×105～4.3×105 Ω·cm2下降到2.5×104～2.7×104 Ω·cm2.在10000 rad及以上剂量观测到64×64元凝视焦平面热成像性能的显著退化.     

InSb红外焦平面列阵探测器局部分层失效机理研究

批量生产中,锑化铟红外焦平面列阵探测器(InSb IRFPAs)局部分层失效现象已成为制约其成品率提升的瓶颈。为探究InSb IRFPAs局部分层诱因,借助内聚力模型,在InSb芯片与底充胶的界面处铺满内聚力单元,优选内聚力模型参数,建立InSb IRFPAs局部失效分析二维模型。模拟结果得到了实测局部分层分布特征的证实,即:(1) 局部分层大多出现在芯片周边区域,涵盖一定宽度;(2) InSb芯片与底充胶之间的界面局部脱开后,逐渐向两侧扩展。为剖析局部分层诱因,系统分析了张开型与滑开型裂纹扩展共同作用下混合模态比取不同值时局部分层分布特征的演化规律,认为当张开型和滑开型裂纹扩展的混合比取4: 6时,模拟结果与实测结果高度吻合。至此笔者认为InSb IRFPAs局部分层源于界面法向应力与面内剪切应力的共同作用,属于典型的混合型局部分层模式,其中滑开型局部分层模式占主导。     

Si基InSb红外焦平面阵列探测器的研究

针对InSb 红外焦平面芯片中InSb 与Si 读出电路热膨胀系数不匹配导致芯片龟裂及铟柱断裂现象,开展了Si基InSb 红外焦平面探测器（FPA）的研究。运用磨抛减薄技术及金刚石点切削技术对芯片背面进行精确减薄,得到厚度为15m的InSb芯片;研究了在InSb芯片和Si片上溅射及蒸发减反膜工艺,得到InSb芯片和Si片粘贴后红外中短波光谱的透过率高达88%;对器件的整体工艺路线进行了探索,最终制备出Si基128128元InSb 红外焦平面探测器器件,测试结果表明:器件探测率、响应率及串音等性能指标达到传统工艺制备的器件性能指标;经温冲试验后测试器件结构保持完好,性能未发生变化,证明该工艺路线可解决芯片受应力冲击而产生的铟柱断裂及芯片龟裂的现象,可有效提高InSb焦平面探测器芯片的成品率。     

InSb红外焦平面探测器十字盲元问题的研究

InSb红外焦平面探测器在中波红外波段占据重要地位,但十字盲元问题严重降低了探测器的性能.通过聚焦离子束定位剥离手段,发现了十字盲元区域的铟凸点失效.进一步检测发现,铟凸点制备参数欠佳.通过改进铟凸点形状和增加高度,加强了焊接面的牢固度.此后发现极少InSb器件存在十字盲元问题.在80℃下对铟凸点改进后的InSb红外器...     

InSb红外焦平面探测器的区域性过热盲元问题研究

研究了InSb红外焦平面探测器的区域性过热盲元问题.通过故障分析以及有针对性的排查对比试验,排除了封装、胶水填充和划片等因素,并将故障定位在钝化工艺前.通过对钝化前的InSb材料片表面进行X射线光电子能谱测试,发现它含有A1和As等杂质元素,存在钝化前材料表面杂质含量较多的隐患.杂质元素在PN结的耗尽区形成杂质能级,加...     

红外焦平面技术发展概况

红外焦平面是近期发展较快的一项高技术,具有广泛的应用前景。本文介绍红外焦平面的发展现状和国外各大公司近年来的研究结果;叙述了单片式、混合式、Z 平面焦平面的工作原理,并根据各自的特点指出了可能的应用领域;还介绍了 Z 平面焦平面的近期发展,认为在今后很长时间内,3种焦平面器件将竞相发展,相互间不能取代,在发展单片式、混合式焦平面的同时,应开展 Z 平面技术的研究。     

锑化铟红外焦平面探测器发展现状

近年来,红外探测器技术发展迅速,在国防、气象、红外遥感和航空航天等众多领域应用广泛。作为中波红外波段最重要的探测器之一,锑化铟(InSb)红外焦平面探测器具有量子效率极高、暗电流小、器件响应线性度高、稳定性好、灵敏度极高等特点,因此备受人们的关注和重视。InSb焦平面探测器性价比高,优势十分突出,其快速发展在很大程度上提高了红外整机性能,同时还覆盖了导弹精确制导、卫星预警探测、机载搜索侦察、红外成像及消防、医疗、电力检测、工业测温等军民两用领域。梳理了国外发达国家在InSb红外焦平面探测器方面的研究情况,分析了其发展方向并对发展前景及趋势进行了展望。     

锑化铟红外焦平面阵列制备技术

锑化铟作为制备中波红外探测器的主流材料,其光敏芯片规模经历了单元、多元、线列到面阵的发展过程。出于市场应用需求,光敏芯片的制备技术不断更新换代。按发展先后顺序介绍了锑化铟光敏芯片PN结的制备技术,具体包括热扩散技术、离子注入技术和外延技术。目前国内成熟的光敏芯片成结技术为热扩散技术。国外主流厂家在热扩散、离子注入、外延工艺方面都已研发成熟,并投入实际生产。着重介绍了三种工艺技术的优缺点及配套的焦平面阵列结构设计。     

国外红外焦平面探测器组件可靠性研究综述

介绍了国外焦平面探测器组件可靠性研究的主要特点和内容.焦平面探测器组件的主要制造商,建立了较完善的可靠性保证体系,可靠性研究融入设计与制造全过程,是基于过程的可靠性研究.在研制阶段进行失效模式的充分暴露与加速试验研究;批生产阶段进行工艺优化,并降低系统成本;建立数据库,进行可靠性评估方法研究.     

锑化铟红外焦平面器件盲元分析方法

提出了一种锑化铟红外焦平面器件盲元分析方法。利用该方法,无需将器件背面减薄就能进行盲元测试与分析。基于这种封装方式,将器件倒置后,从芯片正面吸收光的照射,在互连、灌胶以及每一步磨抛工艺步骤后均可进行测试和分析。结果表明,该方法能够有效地分析和定位每步工序过程中产生的盲元情况,可解决现有技术手段中对红外焦平面器件因产生盲元导致像元失效而无法准确定位其出现在哪步工艺的问题。     

锑化铟红外焦平面器件信号分层问题研究

锑化铟红外焦平面器件在杜瓦测试中常常会出现信号分层问题,由此影响器件制造的成品率。通过对器件杜瓦测试电平图、管芯电流电压测试结果及衬底掺杂浓度进行研究,找到了导致探测器信号分层的原因。进一步的理论分析表明,锑化铟衬底上局部的高浓度掺杂区域会对器件性能造成影响。基于此研究,在芯片的制备过程中可采取相应的措施,最大限度地避免后道工序中的无效工作,从而提高锑化铟焦平面器件工艺线的流片效率。     

Ge_xSi_(1-x)/Si超晶格量子阱红外探测器和焦平面阵列现状

文章主要介绍 Ge_xSi_(1-x)/Si 超晶格量子阱长波红外探测器和新颖的红外焦平面阵列的现状。     

锑化铟红外探测器的微透镜阵列设计及试验

台面型锑化铟红外焦平面探测器的制作工艺简单,量子效率高,但是填充因子较低且会随着像元尺寸的减小而进一步降低。减小台面腐蚀深度可以提高探测器的填充因子,但会增大串音。介绍了一种新型微透镜阵列的设计与制备方法,以提高锑化铟红外探测器的填充因子并减小串音。与现有的热回流微透镜阵列相比,该微透镜阵列的填充率、表面粗糙度以及尺寸均匀性能得到了较好的兼顾,可直接在锑化铟红外探测器表面制作,工艺简单。结果显示,探测器的串音降低26%,光响应提高22%。     

论红外焦平面器件的串音

红外探测系统通常需要将探测器密集排列以增加它们的空间分辨率。在焦平面阵列中,当投射到某一特定探测器光敏面上的红外光子在另一个探测器中产生信号时,这种现象称为串音。串音可能会影响焦平面阵列的分辨率性能。在高性能光伏阵列中,串音的主要成分是光生载流子在焦平面阵列的相邻探测器之间的横向扩散。从基本概念入手,介绍了相关串音研究的发展情况以及对串音问题的理解和体会。     

红外焦平面探测器阵列规格的发展

红外焦平面探测器阵列规格的发展是一个从疏到密、从小到大的过程,受到大面积探测器材料生长和小像元制备等因素的限制。战略焦平面阵列一般用于探测点源目标,而战术焦平面阵列则一般用于探测扩展源目标。从相关的基本概念出发,分析了焦平面阵列规格的发展过程,讨论了作用距离与焦平面阵列规格之间的关系。由于电视格式基本固定,在战术焦平面阵列实现全帧格式以后,其规格进一步增加的势头即便不是停止,也必将会趋缓。但是另一方面,因为焦平面阵列的规格越大,其居高临下而一次看到的面积就越广,所以战略焦平面阵列将会继续向超大规格发展。