双波段红外HgCdTe焦平面列阵

本文综述法国原子能委员会LETI红外实验室在双波段红外焦平面列阵方面所做的研究工作。在工艺上,该实验室采用的是通过分子束外延法在品格匹配的高质量CdZnTe衬底上生长的HgCdTe多层掺杂异质结构。器件的结构是n+ppn,而且在空间上是相干的。长波层是一个平面状的n+/p二极管,它是通过离子注入制成的,而波长较短的p-n二极管则是在分子束外延过程中通过掺铟在原位制成的。最后一个结是通过台面蚀刻而被隔离的,探测器通过铟丘与一个读出效率接近100％的读出电路互连。每个像元有一个或两个铟丘,用来按序或者同时访问两个波长,探测器的间距分别为50μm和60μm。每个波段中的单元探测器所呈现的性能接近用标准工艺制作的单色探测器的性能。为了优化双波段红外焦平面列阵的性能,LETI红外实验室专门为这种列阵设计了一种硅CMOS读出电路。本文介绍了128×128元(间距为50μm)中波红外(2μm～5μm)双色焦平面列阵在77K温度处操作时的光电性能。

用于可见光/短波红外双波段探测的碲镉汞技术

论述了一种基于短波碲镉汞材料的可见光/红外双波段探测技术。通过更换可见光和短波红外镜头的方式,利用短波碲镉汞探测器分别进行了可见光和短波红外成像。结果表明,短波碲镉汞探测器可以进行可见光成像,这就为同时探测可见光和短波红外光提供了可能。

第三代焦平面列阵红外探测组件与应用

第三代红外探测组件预计将能够提供视频分辨率、更多的像素以及诸如多色或多波段、高帧速和较好的热分辨率之类的先进功能。本文简要介绍德国AIM公司的基于碲镉汞和量子阱红外光电探测器的红外技术的现状以及它们的一些应用。

HgCdTe材料特性及其对红外焦平面列阵性能的影响(下)

本红外探测器装有一个能将入射红外辅射转换成电信号的辐射热计(1)。N型MOS场效应管(2)的漏极与辐射热计的第二端子相连,而其源极则与电源相连。一个转移栅极(AND4)连接N型MOS场效应管的源极。

多光谱单片红外焦平面列阵探测器

本发明提供一种多色红外传感器件，即单片多色红外成像列阵。这种器件是通过用分子束外延(MBE)将碲镉汞材料结构直接生长在定制的读出电路上的方式制备的。其具体制备步骤如下：在硅半导体衬底的一个表面上专门设计和制备一个用于直接外延生长的读出集成电路；

适合多种应用的先进焦平面列阵(上)

红外成像技术的优势越来越明显,其应用也越来越广泛.因此,人们对红外焦平面列阵提出了新的要求,这些要求同时影响着探测器和集成读出电路的发展.由于各种应用具有不同的要求,而人们又没法制成可满足所有要求的通用焦平面列阵,因此需要根据用户的要求来设计焦平面列阵。提得更多的要求是更大的规格、更高的灵敏度、更小的像元和更多的功能度。此外还必须达到以低成本进行批量生产的目的. 本文从焦平面列阵的两个方面,即探测器和读出集成电路,来说明如何满足不断提高的要求.对于探测器,本文同时介绍致冷型和非致冷型探测器,其中分别提到利用分子束外延技术生长的HgCdTe探测器和氧化钒(VOx)微测辐射热计。读出集成电路已发展到具有智能特征以及片上信号处理和片上模/数转换功能的水平。

低成本铅盐焦平面列阵

目前的中波红外探测器，如锑化铟、碲镉汞和硅化铂探测器，都需要使用昂贵的、笨重的和耗电的低温制冷器或者昂贵的多级热电制冷器。对于成本、功率、尺寸及可靠性都很重要的一些应用来说，这些探测器是不适合的。这些应用需要的是一种低成本的非致冷中波红外探测器。

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)×10^(11)cmW-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)×10^(10)cmW-1Hz1/2。

制造HgCdTe焦平面列阵的灵活分子束外延技术

为了达到国防部提出的获取低成本高性能红外焦平面列阵的目标,人们需要一种制造技术,这种技术根据器件的配置和截止波长具有内在的灵活性,而且根据所需的批量可容易地进行调整。这里采用的方法是为了使分子束外延技术完全发展到这样一个水平,即能以低廉的成本一次成功地制造出具有各种配置的探测器列阵薄片。作为一种气相过程,分子束外延技术直接适用于实时监视和过程控制、单片或多片生长方式以及生长参数的近瞬时改变。为了实施这一计划,目前已成立了一个联合小组。该小组的成员包括四个工业机构和一个大学,它们是洛克韦尔国际公司、休斯飞机公司、得克萨斯仪器公司和左治亚技术研究学院。由于该小组的成员都承担着供应和使用红外焦平面列阵的义务,小组成员之间的技术转让以实时方式进行。技术方法的重点是优化制造p-on-n HgCdTe双层异质结构焦平面列阵所必需的过程,减少过程变化,并且确证相对截止波长的灵活性。现已研究并制造出两种器件结构,一种是480×4元列阵,另一种是 128×128元列阵。

用于校正焦平面列阵组件非均匀性的硬件与软件

德国AEG红外组件GmbH(AIM)公司最近研制成的几种新型二维探测组件,已使其焦平面列阵家族得到了扩大。该公司已推出了大型量子阱和碲镉汞器件,例如,一种 512×640量子阱长波红外组件。这些器件都能提供高的热分辨率,其典型噪声等效温差(NETD)低于25 mK。在这个性能范围内,非均匀性校正(NUC)后的剩余空间噪声往往就是极限噪声源。为了在时间噪声受限制的条件下操作,必须采用比二点校正更高级的校正算法。AIM公司已开发成了一种符合这些要求的自适应迭代校正算法(SAICA)。其基于场景的逼近免除了采用热参考的定标步骤。这种算法是在AIM公司的标准视频图像处理机VIP-ICM80上实施的,运行时所用的最大帧速为50 Hz,图像尺寸为 256像元×256像元。AIM公司的这些新型探测组件的较大图像尺寸和较高帧速,促使其设计出了一种新的视频图像处理板。该处理板还提供了一个微型扫描仪接口,它可以用来提高凝视红外成像组件的几何分辨率。 本文介绍了AIM公司二维探测组件用的非均匀性校正硬件和软件的实施情况以及测得的有关这些器件的校正能力的性能数据。

低成本铅盐焦平面列阵

目前的中波红外探测器，如锑化铟、碲镉汞和硅化铂探测器，都需要使用昂贵的、笨重的和耗电的低温制冷器或者昂贵的多级热电制冷器。对于成本、功率、尺寸及可靠性都很重要的一些应用来说，这些探测器是不适合的。这些应用需要的是一种低成本的非致冷中波红外探测器。

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。

碲镉汞材料少子寿命的微波反射光电导衰减测量

详细说明了用微波反射光电导衰减 (μ PCD)测量碲镉汞材料 (MCT)中少数载流子寿命的原理。μ PCD系统对样品少数载流子寿命的测量范围为 2 0ns至 3ms,测量温度可以从 80K到 32 5K变化 ,整个系统的测量由计算机控制自动进行 ,可以对样品进行X Y平面扫描测量并进行结果数据分析。同时 ,还报道了用 μ

近两年来国外部分碲镉汞英语文献介绍（下）

碲镉汞（MCT）是主流的红外光电探测器，从材料、器件到整机系统，涉及多个学科和技术领域。从晶体结构的有关基本概念出发，对从国外相关文献数据库中检索出来的2014—2015年间的部分MCT英语文献资料进行了归纳分析，从中大体可以看出近年来MCT材料、器件、整机系统以及器件仿真等方面的研发动态。

近两年来国外部分碲镉汞英语文献介绍（上）

碲镉汞（MCT）是主流的红外光电探测器，从材料、器件到整机系统，涉及多个学科和技术领域。从晶体结构的有关基本概念出发，对从国外相关文献数据库中检索出来的2014~2015年间的部分MCT英语文献资料进行了93纳分析，从中大体可以看出近年来MCT材料、器件、整机系统以及器件仿真等方面的研发动态。

长的中波红外HgCdTe平接线列阵(上)

高分辨率红外成像系统需要非常长的扫描线列,这些扫描列阵不但具有数千个探测器,而且具有高的性能。本文介绍法国LETI/LIR在长平接列阵方面所取得的最新技术进展,并给出了在一个间距为30μm、截止波长为5.5μm的1500元HgCdTe探测器线列上获得的结果。这个非常大的列阵(长度≈50mm)有一个间接混成体系结构,该体系结构由5个平接的HgCdTe光伏探测电路和5个Si CMOS读出电路组成,它被混成在一块用机械方法加以精密匹配的扇出衬底上。至于探测器间距,无缺陷切割和平接都是用精确的无损技术进行的。介绍了该列阵的详细情况和主要电-光学性能。

长波红外探测器线列生产的测试方法

本文详细描述长波红外(LWIR)HgCdTe(MCT)探测器线列生产的设计、制造和测试方法。组件化制造方式把焦平面列阵(FPA)组件中元件设计和零损失过程中的测试能力放在重要地位,这一方式可实现高性能扫描型LWIR焦平面列阵的可靠的低成本的生产。还深入地讨论红外探测器列阵评价的理论、实践以及自动化。

高性能线列阵探测器组件

为了满足人们对高性能红外成像系统的需求,德国AIM公司研制了一系列带有焦平面线列阵、集成探测器制冷器组件(IDCE)以及指令与控制电子部件(CCE)的碲镉汞探测器组件。这些组件的共同特点是,采用具有时间延迟和积分(TDI)功能的焦平面多路传输器,可中途淘汰像元,可通过程序控制每行的增益,具有双向扫描能力,能进行分段以及选择总的增益。集成探测器制冷器组件系列由以下部分组成:用焊丘技术直接焊接在读出集成多路传输器(ROIC)上的单片焦平面列阵或者用多片组合(MCM)技术连接一个或多个读出集成多路传输器的单片红外探测器、热负载达到最佳化的杜瓦、带集成控制电子部件的制冷器以及指令与控制电子部件。 本文概述了这些组件的一般设计并示出了它们的测试结果。