碲镉汞红外焦平面器件技术进展

发布时间：2021-07-25 10:33

　　近十年碲镉汞第二代红外焦平面探测器应用呈现爆发式增长,也是第三代焦平面技术快速发展的十年。文中对近十年来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了简单的回顾,并结合碲镉汞红外焦平面探测器的应用,对在碲镉汞红外焦平面探测器技术方面的研究工作和工程应用进行了总结,最后,对未来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了展望。 

【文章来源】：红外与激光工程. 2020,49(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

碲锌镉衬底和碲镉汞外延材料

碲镉汞分子束外延基于Ga As基和Si基衬底，通过改进Zn Te/CdTe缓冲层的生长技术，Ga As基和Si基中波/短波碲镉汞外延材料已经达到了与Cd ZnTe基碲镉汞外延材料相当的性能水平。在进一步解决组分精确控制技术、材料大面积均匀性技术和批生产相关技术的基础上[15]，并利用Si衬底与焦平面读出电路之间能够实现良好热匹配特性，成功地将Si基碲镉汞外延材料应用于大规模红外焦平面探测器的研制。结合芯片结构设计和加工工艺，在不去除衬底的条件下，成功地规避了Ga As或Cd ZnTe基材料与读出电路之间热失配所引发的应力导致探测器失效的问题。与此同时，MBE碲镉汞材料生长的主流技术从3 in(1 in=2.54 cm)成功地切换到4 in(见图1(c))，通过优化外延工艺，MBE外延材料表面缺陷密度的平均值从1 000 cm-2降低到了200 cm-2以下(见图2)，一次装高纯汞源可连续生长材料的片数提高了一倍左右，达到了工程应用对碲镉汞MBE材料制备技术提出的各项指标要求。2.2 线列碲镉汞探测器

尽管不同应用背景对探测器阵列提出不同波段要求，由于碲镉汞材料具有截止波长大范围可调的优势，能符合各种红外应用系统需求。在碲镉汞材料、探测器阵列工艺、读出电路、无盲元精密拼接等关键技术突破基础上，探测率和噪声等效温差得到进一步提升，碲镉汞长波红外焦平面探测率大于1×1011cmHz1/2/W，噪声等效温差小于10 mK。2.3 面阵碲镉汞探测器

【参考文献】：
期刊论文
[1]50mm×50mm高性能HgCdTe液相外延材料的批生产技术[J]. 孙权志,孙瑞赟,魏彦锋,孙士文,周昌鹤,徐超,虞慧娴,杨建荣.  红外与毫米波学报. 2017(01)
[2]碲镉汞富碲垂直液相外延技术[J]. 杨建荣,张传杰,方维政,魏彦锋,刘从峰,孙士文,陈晓静,徐庆庆,顾仁杰,陈新强.  红外与毫米波学报. 2009(05)



本文编号：3301864