碲镉汞红外探测器高低温循环特性研究

由于卫星长寿命的要求与机械制冷机有限寿命的矛盾,制冷机必须采用间歇式工作模式,因此星载碲镉汞红外探测器在太空中工作会经受从常温(20℃)到低温(-173℃以下)的成千上万次的温度循环,这给红外探测器带来了新的可靠性问题。本文介绍了自主研发的高低温循环试验系统,液氮致冷,温度循环范围为295K到100K。利用试验系统对两种型号的红外探测器组件进行了温度循环试验可靠性研究,测试和统计了循环试验前后的电阻、信号和噪声变化,针对具体试验结果做了分析和解释,为器件的工艺研发和改进提供了参考。

基于输入失调补偿的暗电流抑制读出电路研究

InGaAs光敏元的暗电流是衡量探测器材料性能的一个重要指标。对于2.4μm延伸波长InGaAs,它的暗电流比1.7μm的要大2~3个数量级。文章简单介绍了InGaAs光敏芯片的暗电流、噪声和偏压的关系。光敏元的偏压越小,暗电流和噪声越小。侧重介绍了一种基于输入失调电压补偿的InGaAs暗电流抑制电路的结构。此电路有两种工作模式：失调电压补偿模式和不补偿模式。在补偿模式下,即使放大器两个输入端的失调电压达到28 mV,光敏元两端电压通过补偿后可以降低到小于0.5 mV。

红外焦平面读出电路片上驱动电路设计

线列红外焦平面读出电路在正常工作时需要提供多路数字脉冲和多路直流偏置电压。本文基于0.5μm CMOS工艺设计了一款驱动电路芯片,为电容负反馈放大型(CTIA)读出电路(ROIC)提供驱动信号。电路芯片采用带隙基准电路产生低噪声低温漂的直流偏置电压,采用数字逻辑电路生成CLK1,CLK2,RESET等八路数字脉冲。仿真及测试结果表明:驱动电路芯片输出的数字脉冲及偏置电压符合设计值,可驱动CTIA型线列红外焦平面读出电路稳定工作。

AlGaN肖特基紫外探测器的γ辐照效应

对AlGaN肖特基紫外探测器件用不同剂量的γ射线进行辐照,测量了器件辐照前后的电流-电压特性、电容-频率曲线和响应光谱曲线的变化。实验发现γ辐照对器件的暗电流没有产生大的影响,但大剂量的辐照有使肖特基势垒高度降低的趋势。同时辐照还引起了器件的电容的频率特性的增强,并且降低了器件的响应率。这些现象可能是γ辐照在AlGaN材料中诱生了新的缺陷能级造成的。

基于MIS电容器的Al_(2)O_(3)与In_(0.74)Al_(0.26)As的界面特性

采用In_(0.74)Al_(0.26)As/In_(0.74)Ga_(0.26)As/In_(x)Al_(1-x)As异质结构多层半导体作为半导体层,制备了金属-绝缘体-半导体(MIS)电容器。其中,SiN_(x)和SiN_(x)/Al_(2)O_(3)分别作为MIS电容器的绝缘层。高分辨率透射电子显微镜和X射线光电子能谱的测试结果表明,与通过电感耦合等离子体化学气相沉积生长的SiN_(x)相比,通过原子层沉积生长的Al_(2)O_(3)可以有效地抑制Al_(2)O_(3)和In_(0.74)Al_(0.26)As界面的In2O3的含量。根据MIS电容器的电容-电压测量结果,计算得到SiN_(x)/Al_(2)O_(3)/In_(0.74)Al_(0.26)As的快界面态密度比SiN_(x)/In_(0.74)Al_(0.26)As的快界面态密度低一个数量级。因此,采用原子层沉积生长的Al_(2)O_(3)作为钝化膜可以有效地降低Al_(2)O_(3)和In_(0.74)Al_(0.26)As之间的快界面态密度,从而降低In_(0.74)Ga_(0.26)As探测器的暗电流。