InGaAs红外探测器低频噪声研究

红外探测器的低频噪声是制约器件能否应用于空间遥感的关键因素之一.本文测试了典型的铟镓砷(InGaAs)红外探测器的低频噪声,测试结果表明器件的Hooge系数αH=2×10-5～7×10-5,噪声拐点较大.讨论了暗电流与器件低频噪声的关系,比较了不同钝化工艺研制的器件的低频噪声,结果表明通过加强表面钝化工艺可有效地降低器件的低频噪声.     

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.     

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。     

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.     

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.     

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0.013 N,键合功率0.325W(W为键合区宽度),键合时间30 ms,搜索高度0.2 mm.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0.03 N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.     

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55K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...     

InGaAs光纤探测器封装及耦合效率影响因素研究

设计了InGaAs探测器芯片与多模石英光纤的耦合结构,测试了芯片耦合前后的性能变化,并分析了影响耦合效率的因素。结果表明,石英光纤与InGaAs探测器芯片可以较好地耦合。在0．9-1．7um波段,当采用与芯片尺径相当的100um光纤进行无透镜直接耦合时,耦合效率可达30％以上;当采用芯径为500岫的光纤耦合时,耦合效率可达55％以上。多模石英光纤出射端的光强呈高斯分布。随着光纤端面与芯片表面的间距偏差的增加,高斯分布曲线的半宽值增大,光束逐渐发散。芯片与光纤的对准偏差对耦合效率的影响很大,其中对横向偏移量的依赖性最强。     

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40 mA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.     

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

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81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41 MCT探测器芯片。LW-IR包含两个41和一个42 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11012 cmHz1/2 W-1。WV-IR的D*优于81010 cmHz1/2 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。