紅外焦平面陣列技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)-文庫(kù)吧資料
2025-06-22 18:06本頁(yè)面
【正文】 雙色GaAlAs/GaAs量子阱陣列像元尺寸小達(dá)25～25μm。由于微細(xì)加工 技術(shù)的發(fā)展，PtSi陣列的像元尺寸已小達(dá)2020μm2和1717μm2，如柯達(dá)KIR－3900DRAM每個(gè)單元僅要求一個(gè)晶體管，而紅外焦平面陣列讀出電路則需三個(gè)或更多的晶體管，而且其中有一個(gè)必須是低噪聲模擬的，預(yù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)規(guī) ，在這樣先進(jìn)加工條件下，焦平面陣列多路傳輸器和探測(cè)器元尺寸都可進(jìn)一步縮小，陣列元數(shù)集成度更高，圖1是焦平面陣列技術(shù)發(fā)展與微細(xì)加 工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)關(guān)系?！∷_爾洛夫公司采用Si3N4作絕緣層的陣列設(shè)計(jì)，主要材料有VOx、Ti金屬、硅、多晶硅、非晶硅、熱釋電和熱釋電－鐵電材料幾種，有熱敏電阻微測(cè)輻射熱計(jì) 和薄膜熱釋電與熱電堆幾種陣列，目前已進(jìn)入系統(tǒng)應(yīng)用的陣列為320240元陣列，～（即10640480元HgCdTe陣列77K量子效率68%，NEΔT平均值為 ，該中心的10241024和20482048元陣列也都具有良好的性能。2％；圣巴巴拉研究中心InSb美國(guó)新澤西州傳感器 無(wú)限公司的128128和320240元InGaAs焦平面陣列D*值＞1013cmHz1/2W1（室溫下），如冷卻到250K工作 時(shí)，D*＞1014cmHz1/2W1，～％，洛克威爾國(guó)際科學(xué)中心的PACE－1型10241024元陣列和 HAWAⅡ－2型20482048元陣列，％，％。高性能 由于用采用諸如MBE、MOCVD這樣的高精度控制制作工藝，微機(jī)械加工技術(shù)和CMOS這樣的大型或特大型集成多路傳輸器，不但實(shí)現(xiàn)了如10241024，20482048元這樣的大型二維凝視紅外焦平面陣列的高速大容量的信號(hào)處理，而且獲得了高度均勻性的陣列焦平面響應(yīng)特性，進(jìn)一步提高了陣列的性能。非致冷紅外焦平面陣列， 由于近幾年來(lái)取得的突破性進(jìn)展，器件和整機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展均很迅速，主要用于8～14μm的長(zhǎng)波紅外波段探測(cè)，像美國(guó)霍尼韋爾、得克薩斯儀器、洛克希 德馬丁、雷聲、因迪哥系統(tǒng)、薩爾諾夫和波特蘭前視紅外系統(tǒng)公司等，日本三菱電機(jī)公司、英國(guó)GEC馬可尼和瑞典、加拿大等國(guó)的公司都競(jìng)相發(fā)展這種技術(shù)，競(jìng) 爭(zhēng)幾乎遍及全球，發(fā)展甚為迅猛，目前常用商用陣列為320240元，640480元陣列即將問(wèn)世。麻省理工學(xué)院和林肯實(shí)驗(yàn)室已制作了320240元和400400元的陣列，日 本三菱電機(jī)公司的陣列規(guī)模已達(dá)到了512512元，只是目前GeSi/Si陣列工作溫度明顯低于77K。GeSi/Si異質(zhì)結(jié)構(gòu)紅外焦平面陣列6，其工作機(jī)理類同于PtSi陣列?！? 字串8 在長(zhǎng)波紅外焦平面陣列方面，主要集中于HgCdTe，GaAlAs/GaAs多量子阱陣列，SiGe異質(zhì)結(jié)構(gòu)陣列和非致冷紅外焦平面陣列四種?！ ? 10241024元陣 列，目前已研制成功世界上最大的HQWAⅡ2型20482048元的陣列，該中心正在計(jì)劃研制40964096元的特大型陣列。 InGaAs紅外焦平面陣列：雖然實(shí)現(xiàn)短波紅外熱攝像的候選材料要求低溫冷卻工 作，而且HgCdTe襯底失配率高，暗電流也高，暗電流密度低達(dá) 3108A/cm2，R0A＞2，D*＞1013cmHz1/2W1（室溫下），～，可實(shí)現(xiàn) 非致冷工作的高性能紅外焦平面陣列，其多年的光纖通信工業(yè)應(yīng)用使其具有大批量生產(chǎn)的能力，因而幾年來(lái)日益受到重視，美國(guó)傳感器無(wú)限公司在DARPA 在1～3μm的短波紅外（SWIR）焦平面陣列方面，由于多年來(lái)的軍用都集中在中波紅外（MWIR）和長(zhǎng)波紅外（LWIR）波段，因而SWIR焦平面陣 列技術(shù)的發(fā)展受到忽略，但由于這個(gè)波段的許多應(yīng)用是MWIR和LWIR應(yīng)用達(dá)不到
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