小像元碲镉汞红外焦平面探测器的研究进展

随着红外技术的发展,探测器的尺寸、重量和功耗(SWaP)的减小已成为研究热点。像元尺寸的减小,一方面可以提高器件的分辨率,另一方面可以减小整个探测器系统的体积、重量和功耗,进而大大节约成本。因此,像元尺寸的减小成了研究的重点。本文介绍了小像元红外焦平面器件的技术难点,分别从系统的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)、噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference,NETD)、像元结构和像元集成互连方面进行了讨论。此外,介绍了国外像元中心距为12μm、10μm、8μm和5μm的HgCdTe红外焦平面探测器的研究进展。

大面阵短波碲镉汞红外焦平面器件研究

随着红外焦平面技术的发展,大面阵红外焦平面器件在遥感、气象、资源普查和高分辨对地观测卫星上得到了广泛应用。因此,基于第三代红外焦平面技术的超大规模焦平面器件成为国内外研究热点。文中介绍了昆明物理研究所采用n-on-p技术路线成功研制的短波(Short Wave, SW) 2 k×2 k(18μm,像元中心距)碲镉汞红外焦平面器件。短波2 k×2 k碲镉汞红外焦平面器件突破了大尺寸碲锌镉(CdZnTe)衬底制备和大面积液相外延薄膜材料生长技术,衬底尺寸由Φ75 mm增加到Φ90 mm,获得了高度均匀的大面积碲镉汞(HgCdTe)薄膜材料。通过大面阵器件工艺、大面阵倒装互连等技术攻关,最终获得了有效像元率大于99.9%、平均峰值探测率(D^(*))大于4×10^(12)(cm·Hz^(1/2))/W、暗电流密度在1 nA/cm^(2)的高性能短波2 k×2 k(18μm)碲镉汞红外焦平面器件。

铟凸点对倒装互连影响的研究

制作了2种形式的铟凸点:即直接蒸发沉积的铟柱和将铟柱回流得到的铟球。分别讨论了铟柱和铟球对倒装互连的影响,着重讨论了铟球和铟柱分别和芯片倒装互连后的剪切强度,结果发现在互连未回流的状态下铟球的剪切强度是铟柱的1.5倍,回流后铟球的剪切强度是铟柱的2.8倍。此外,分析讨论了长时间放置在空气中的铟球对倒装互连的影响,结果发现长时间放置在空气中的铟球和芯片互连后,器件的电学与机械连通性能会受到很大的影响。

中波碲镉汞红外偏振焦平面探测器的制备研究(特邀)

针对隐身等多类高价值目标精确探测与识别以及探测技术持续发展需求,为实现复杂战场环境下的高概率真假目标识别和高精度目标检测、定位、跟踪,开展复杂战场环境下隐身及微弱特征目标探测及抗干扰探测等技术研究意义重大,其中高集成度的焦平面型偏振红外探测器技术是其中一个重要方向。围绕集成式中波(MW)256×256碲镉汞红外偏振焦平面探测器的研制,介绍了偏振结构的设计、制备到偏振探测器的集成,以及偏振探测器性能的测试等方面的研究进展状况,设计加工出了亚波长金属光栅阵列,采用倒装互连的方式实现了偏振探测器的集成,并在MW 256×256碲镉汞焦平面器件上实现了红外偏振性能的测试和评估。

铟凸点回流时的异常现象的研究

利用湿法回流缩球的技术,使铟柱回流成铟球。在研究中心距为30μm、面阵为320×256的读出电路在回流缩球的过程中遇到了3种异常现象,即铟球体积异常、铟球桥接和铟球偏离中心位置的现象。详细地介绍了这3种现象产生的过程及背景,分析了产生这3种现象的机理以及对器件性能和倒装互连的影响,并提出了相应的解决措施。