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40mA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。

高真空低温下红外探测器窗口吸附物的分析

利用X射线光电子能谱、红外喇曼反射谱和红外透射谱,研究了在超高真空环境下,红外探测器在电老化一段时间后,其表面镀ZnS的Ge窗口材料表面的变化情况。对比电老化前后的两种探测器窗口的实验结果,表明探测器窗口上的吸附物可能来自真空腔内的易放气部件,如连接导线的外皮。

第二代静止轨道气象卫星用多波段红外探测器封装及性能（英文）

第二代地球静止轨道(GEO)气象卫星用于定量化气象预报,中国已经成功研制出该卫星。卫星上扫描辐射计的探测波段从第一代风云二号的四个增加到现在的十四个,十四个波段中有八个是红外波段,覆盖了短波到甚长波的红外波段。这八个红外波段由三个组件来实现,分别是短波双波段组件(MS-IR),水汽双波段组件(WV-IR)和长波四波段组件(LW-IR)。MS-IR组件内包含两个8×1光伏型的MCT探测器芯片,及相对应的两个用于光电输出的电压信号转换和放大的CMOS低温放大器。WV-IR包含两个4×1 MCT探测器芯片。LW-IR包含两个4×1和一个4×2 MCT探测器芯片。这些组件具有较高的电学和光学特性,如MS-IR的D*可达1×10^(12)cm Hz^(1/2) W^(-1)。WV-IR的D*优于8×10^(10)cm·Hz^(1/2)W^(-1)。这八个波段的响应谱均实现了定量化控制,即响应谱控制在给定的内部和外部限制边内。对组件进行了狭缝扫描测试,结果表明组件内部没有明显的光学串扰。没两个波段间的配准精度优于0.01 mm。文中描述了这些组件的结构以及达到的性能,如电性能,芯片配准,光学串扰和光谱响应。

温度对碲镉汞光伏芯片I-V特性的影响

对室温工作的短波碲镉汞光伏芯片进行了步进温度烘烤实验。烘烤温度从60℃开始,步长为5℃,到120℃结束,每个温度下的烘烤时间一般为24 h。实验结果显示当烘烤温度达到95℃以上时,I-V测试结果中反偏部分的电流有明显增大。通过理论分析得到扩散电流和产生复合电流是实验芯片的主要电流机制;较高温度的烘烤在势垒区内产生大量的缺陷,从而降低芯片的少子寿命,使扩散电流增大;同时芯片表面钝化层内的缺陷数目也在温度作用下增加,引起芯片表面复合速度增加。

半导体器件的可靠性

可靠性技术是20世纪50年代发展起来的一门综合性技术,它包括可靠性数学、可靠性试验、失效分析、可靠性管理以及设计、生产和维护使用中的质量控制及可靠性保证等方面[1-7].本文对可靠性数学、可靠性试验、失效分析以及可靠性技术发展现状作一介绍.

电流冲击对长波光导MCT探测器的影响

对长波光导MCT红外探测器进行了大电流长时间的冲击,对比了冲击前后探测器的电阻温度特性,并用该参数研究了器件的电学参数;测量了冲击前后探测器的黑体性能变化、响应光谱以及少子寿命.实验结果显示:短时间(42mA,70h)的电流冲击对探测器性能影响不大,探测器组分减小,截止波长变长;冲击时间长到(42mA,100h)一定程度后,探测器性能有不同程度的下降,组分变大,截止波长变短.这是因为电流产生的热效应加强了Hg扩散效应,从而使器件截止波长发生变化.

InGaAs近红外探测器高可靠封装技术

对256元和512元InGaAs线列探测器进行了气密封装,对封装结构和工艺中的几个关键技术进行了分析,包括热电致冷器的热负载性能、温度烘烤性能、组件密封性。研究结果表明:在室温条件下,热电致冷器的致冷温差可以达到55 K以上,热负载每增加50 mW,致冷温差下降约0.51 K,能够满足组件的使用要求。经过120℃、500 h的烘烤后,热电致冷器仍能保持性能不变。组件的密封性达到了国军标的要求。

航天先进红外探测器组件技术及应用

随着航天遥感应用对探测目标的波段特性、空间分辨率、辐射分辨率、时间分辨率以及可靠性等要求的不断提高,作为航天遥感仪器核心部件的光电探测器,需要向扩展波长范围、提高光电性能、改善光谱形状、减小光敏元尺寸、增加器件规模、提高寿命和可靠性等方向发展。文中从空间多光谱红外探测器、光谱定量化、红外焦平面探测器可靠性封装、新型短波红外探测器等4个方面,介绍了中国近年来研制的一系列航天先进红外探测器组件所涉及的基础研究工作及其在气象卫星等航天应用的进展。

红外焦平面可靠性封装技术

系统研究了红外焦平面组装、封装及其可靠性技术,解决了组件结构模拟、子模块精确定位、扁平引线设计、低漏率激光焊接、杜瓦内表面气体解吸分析及其解决途径等理论与技术问题,进行了组件可靠性、器件的高能粒子辐照与激光辐照等试验,获得了一批实用化焦平面组件杜瓦和扁平引线,并均已转入工程研制.研究结果表明微型杜瓦的热负载小于250mW,真空保持寿命大于1年半.

航天红外探测器的发展现状与进展

介绍了近年来国内外气象、资源、对地观测及军用遥感等重要卫星系列中,红外探测器涉及的材料、器件等方面的技术特点及其应用情况,并简要提出了红外探测器在航天遥感领域应用的发展趋势。气象卫星类航天红外探测器,仍以单元和多元(包括小规模焦平面)为主,波长覆盖近红外到甚长波红外。遥感卫星包括军用系列卫星,以红外焦平面技术为主,着重于短波、中波和长波(10.5～12.5μm)的长线列扫描型红外焦平面,以及甚长波(～15μm)的面阵红外焦平面。

云服务环境下基于客户评价的信任模型

针对云服务环境下的云服务商和客户之间缺乏信任建立和评估手段的问题,提出了一种基于客户评价的信任模型CETrust。该模型首先应用基于粗糙集理论的属性约简算法精简评价数据,而后通过评价相似度的客户过滤算法提升计算精度。充分考虑客户的可信性,将总体评价与分项属性评价结合来计算评价信任度,最后综合第三方评估机构的认证结果得出综合信任度。实验仿真结果表明,与同类技术相比,该模型特点是在不损失信任度计算精确性的条件下减少了计算量,能够有效过滤各类恶意评价,得出真实反映云服务可信性的综合评估结果。

512元GaN基紫外线列阵探测器信息获取技术

信息获取技术是紫外探测技术中的关键组成部分之一,以上海技术物理研究所研制出的512元GaN基紫外线列阵探测器为核心,在深入分析其工作原理及特点的基础上,研究了对应的信息获取原理与方法,并完成了信息获取系统的设计与实现。实验结果表明:提出的针对该款探测器的信息获取技术合理有效,简洁易行,信息获取系统满足探测器的工作要求,与探测器匹配良好,获取了有效的探测器输出信号。该技术同时亦可以作为同类型线列阵(如可见、红外)探测技术的参考。

电子商务中客户评价策略选择的演化博弈分析

针对电子商务信任评价机制中难以采取有效激励措施使客户进行真实评价的问题,根据客户对商家的评价行为具有不完全信息和有限理性特点,建立演化博弈模型对信任模型的激励措施进行分析和改进。该模型运用复制动态机制模拟客户的策略选择演化,对现有激励措施下演化稳定策略(ESS)的存在性进行论证,并基于系统动力学增加补偿收益进行改进。基于NetLogo系统动力学模块建模实验表明,相较于基于兴趣群组的信任激励模型(IGTrust),改进后的激励措施得到ESS并成功预测和控制了客户评价策略;同时模型具备鲁棒性,应对7%客户评价策略变异也能够保持演化稳定状态。

128×128元氮化镓紫外焦平面读出电路的设计与封装研究

随着GaN基紫外材料的成熟,GaN基紫外探测器迅速发展,半导体紫外探测技术成为继红外和激光探测技术后发展起来的又一新型光电探测技术.GaN基紫外探测器以其固有的量子效率高、可靠性高、使用方便等特点,将在紫外探测、预警、天际及地空通信和紫外弱光成像系统等领域发挥重要作用.读出电路作为紫外焦平面信号调理与输出部分对紫外焦平面组件性能起至关重要的作用.封装是通用传感器组件应用前的一道重要工序,合理的封装结构对组件及系统是必要的.描述了128×128元紫外焦平面读出电路与封装的设计过程,用Cadence与Hspice软件仿真分析了3×3元读出电路的工作点以及封装要考虑的热耗散问题,最后给出了读出电路的工作点与合理封装形式的建议.文中提到的128×128元50 μm×50μm紫外读出电路已设计完成并采用Charter线宽为0.35 μm的2P4MCMOS工艺流片.

铂金丝超声键合正交试验及焊点质量评价

采用正交试验法对直径为20μm的铂金丝进行超声波键合试验，并通过三轴测量显微镜观察键合区域形貌和测量键合点根部高度．结果表明，在研究的4个参数中，键合时间、搜索高度和超声功率的影响都较大，而键合力的影响较小．通过正交试验法可以快速获得较优的键合参数，最佳工艺条件为：键合力0．013N，键合功率0．325形（彤为键合区宽度），键合时间30ms，搜索高度0．2mm．键合点质量可以通过测量键合点根部高度进行评价，当根部高度在4-10μm之间时，引线拉力均在0．03N以上．而且，当键合区接近椭圆形，且当W≈2D（D为引线丝直径）时，引线拉力较高，当键合区形貌为矩形或有裂纹出现时，拉力则较小．

集成双热电致冷器超长线列InGaAs组件封装技术

为了实现大视场、高空间分辨率、高光谱分辨率的指标要求,通常采用多模块拼接的技术方案,实现超长线列的组件。通过两个热电致冷器的拼接实现120 mm长度的大冷面,通过多个模块拼接实现4000元长线列InGaAs短波红外探测器组件的封装。同时针对超长线列温度均匀性实现、拼接焦平面的共面性、拼接的工程可靠性开展研究,通过热电致冷器的拼接、热分析、冷板材料的选择、零件公差控制及微调节等技术手段,在工程上实现了超大冷面的温度均匀性控制在±0.4℃以内;焦平面的共面性控制在±0.020 mm以内。封装的超长线列InGaAs短波红外组件通过了冲击和随机振动实验,实验前后焦平面的共面性无明显变化,实现了清晰的地面成像。

双波段芯片集成封装组件的低温光谱定量化

在同一组件中多芯片多波段的应用中,由于芯片的中心距越来越小,导致某些相邻波段通常被集成制备到一个芯片上。为减小波段串扰,本文针对一体化双波段芯片集成封装组件的低温光谱定量化展开研究,通过制备一体化双波段芯片集成封装组件,并通过波段间物理隔离、金属区物理遮盖等措施将两波段的光束隔离。测试结果表明隔离前后,芯片间光谱串光现象有了明显改善,波段间串扰从8%降到了4%以内,光谱带外响应从6.5%降低至0.78%。为了避免低温工况下物理隔离条与芯片的热失配问题,隔离条采用与芯片衬底完全一致材料。双波段芯片集成封装组件的高低温冲击试验表明,其在有效抑制组件内串扰的同时,也解决了组件内关键部件的热失配问题。

用于低温半导体器件筛选的新型温度循环设备

在某些情况下斯特林制冷机采用间歇式工作方式,以延长卫星在太空中的服务年限,因此由斯特林机致冷的低温半导体器件如HgCdTe中长波红外探测器会经受成千上万次从-173℃以下到常温的温度循环,这个过程可能会造成器件的失效.为了研究器件的失效机理和可靠性,帮助筛选器件,本文介绍了一种自制新型的温度循环实验设备,型号TCE-a.经过数千次温度循环,设备满足器件筛选实验要求.

不同结构长波红外探测器组件的MTF分析

红外探测器组件作为目标探测和成像系统的核心器件,其空间分辨能力直接影响着探测系统的成像质量.评估探测器组件空间分辨能力时,常使用调制传递函数(MTF),而不同的探测器组件结构与其MTF直接相关.介绍了一套弥散斑直径为30μm的红外小光点测试系统,采用扫描狭缝法测试不同结构红外探测器组件的MTF.测试结果表明叠层电极结构侧面存在的光响应会导致线扩散函数(LSF)展宽和次峰等现象,从而造成探测器组件MTF下降,同时0.17 mm和0.30 mm两种芯片和滤光片间距对于探测器组件MTF的影响甚微,该结果为红外探测器组件杂光抑制设计提供了参考.

不同结构红外光导探测器组件光串分析

红外探测器组件作为目标探测和成像系统的核心器件,其空间分辨能力直接影响着探测系统的成像质量。评估探测器组件空间分辨能力时,常使用调制传递函数(MTF),而探测器组件光学串音是影响探测器组件MTF的主要因素。介绍了一套弥散斑直径为30μm的红外小光点测试系统,并用于测试不同结构红外探测器组件的线扩散函数(LSF)来评价组件的光学串音。测试结果表明:叠层电极结构侧面存在的光响应会导致LSF展宽和次峰等现象,该结果为红外探测器组件光学串音设计提供了参考。