芯片紅外焦探測器

1、芯片紅外焦探測器根據(jù)紅外焦平面陣列芯片的組成方式紅外焦平面探測器的瀆出電路和信號處理電路通常集成在同一硅片上，要求讀出電路具有高電荷容量、高轉(zhuǎn)移效率、低噪聲和低功耗。讀出電路最常用的KEMETtCC前CMO曲種工藝。CCDT藝的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)均勻、噪聲低；CMOS：藝的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)移注入效率高、抑制紅外（直流）背景能力強(qiáng)、響應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍大、功耗?。üぷ麟妷旱停⒙╇娏餍?、速度快、集成度更高、外引線更少，成品率高、成本更低，易于與紅外探測器芯片工藝集成等，因此CC力CMOS尼成為紅外焦平面探測器讀出電路的主要工藝方法。信號處理電路功能包括增益控制、背景抑制、抗光暈等。而紅外焦平面探測器應(yīng)用中還要進(jìn)行的非均

2、勻校正、盲元填充等功能要由其他外圍電路去完成。一：紅外焦平面探測器的介紹：將紅外輻射能轉(zhuǎn)換為電能或其他物理量的器件稱為紅外探測器。紅外探測器分為紅外光量子探測（光電伏特效應(yīng)，光伏型）和熱探測（熱電效應(yīng)，最常見光導(dǎo)型）二類，當(dāng)前高性能紅外焦平面探測器主要是量子效率較高的光伏型探測器。根據(jù)大氣對紅外輻射透射率窗口，TDK電感紅外探測器覆蓋的紅外波段為短波、中波、長波和超長波。從1956年開始，以美國生產(chǎn)非制冷的硫化鉛紅外探測器（工作波段13所為導(dǎo)引的“響尾蛇”空空導(dǎo)彈為標(biāo)志，紅外探測器的軍事應(yīng)用進(jìn)入了飛速發(fā)展階段。首先是對化鉛探測器進(jìn)行制冷，大大提高了探測靈敏度；相繼又出現(xiàn)了睇化鈿、確鎘汞等多種新

3、材料、多響應(yīng)元及不同排列方式（線列、面陣）等構(gòu)成多品種的實(shí)用均紅外探測器，再加適當(dāng)?shù)墓鈾C(jī)電掃描獲得紅外圖像信息，實(shí)現(xiàn)了全天時(shí)晝夜紅外成像，于紅外成像偵察、成像制導(dǎo)等武器裝備，可實(shí)時(shí)獲取戰(zhàn)場情報(bào)、對來襲目標(biāo)告警，并大大提高武器打擊精度，是帶動(dòng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭模式變革的主要技術(shù)因素之一。隨著探測器像元規(guī)模的斷擴(kuò)大，需要的信號放大和處理電路（一般在非制冷環(huán)境）數(shù)量也越來越多，其引線數(shù)、體積、重量、耗電量、參數(shù)一斂性和可靠性等因素使得探測器像元不得不控制在一定的圍內(nèi)（一般在200元以下），嚴(yán)重制約了紅外探測技術(shù)在武器裝備的應(yīng)用。隨著微電子集電路技術(shù)的發(fā)展，和紅外探測器有機(jī)結(jié)合并不斷完善，就誕生了紅外焦平面探測

4、器一一紅外探測陣列完成光電轉(zhuǎn)換，再由和其良好電氣耦合（且同處在低溫環(huán)境）T491C686K004AT的集成電路完成信號傳輸、延時(shí)積分、存儲(chǔ)、背景消除、自動(dòng)增益控制等信號處理（統(tǒng)稱為讀出電路，ROIC）,又稱第二代紅外焦平面探測器，技術(shù)先進(jìn)國家20世紀(jì)90年代進(jìn)入批量生產(chǎn)；而把原來的單元或多元器件稱為一代紅外探測器；目前正在研發(fā)的紅外焦平面陣列規(guī)模更大（百萬像素以上、像元面積更小、探測靈敏度更高、均勻性更好）、信號處理能力更強(qiáng)（智能化）、工作溫度更高（120180K）、雙色（短波紅外+中波紅外、短波紅外+長波紅外、中波紅外長波紅外等）或多色（包括紫外和可見光）復(fù)合的新型器件稱為第三代紅外焦平面探

5、測器。紅外焦平面陣列芯片有單片式和混合式。PtSiCCD紅外焦平面陣列是紅外探測單元列陣集成在硅材料襯底片上的單片式芯片，紅外探測單元為肖特基勢壘結(jié)構(gòu)，響應(yīng)波段15pm,在35Mm的量子效率不大于1%,峰值探測率D*在1010cmHZ/2/W量級。因采用微電子技術(shù)制造，均勻性好，焦平面陣列規(guī)模大，分辨率高。睇化鈿（InSb）、確鎘汞（HgCdTe）、錢鋁神/神化線（CaAIAs/GaAs）、鈿錢神（InGaAs）、氧化銳（V0x）、多晶硅電阻、熱釋電焦平面陣列等由紅外探測器列陣和信號讀出電路互連在一起的混合式芯片。一種較常用的錮柱倒裝互連。根據(jù)紅外探測器InSb,HgCdTe用材料的特性，探測

6、單元多為光伏型，量子效率較高（大于50%）,芯片封裝在杜瓦裝置內(nèi)在低溫下工作，響應(yīng)波段35pm和814皿峰值探測率D*在10101dcmH/W量級；InGaAs.V0x、多晶硅電阻、熱釋電焦平面陣列等芯片，封裝在有半導(dǎo)體制冷器的金屬或陶瓷管殼內(nèi)，在室溫條件下工作，響應(yīng)波段814皿量子效引低，峰值探測率D*在108109cmHZ/2/W量級。二：紅外焦平面探測器的運(yùn)用對于紅外焦平面的響應(yīng)光譜范圍而言，不同材料的紅外焦平面探測器存在相應(yīng)的光譜響應(yīng)限制。硅探測器是1沖波長，PbS和InGaAs探測器是3Mm長波限制；InSb,PbSe,PtSi,HgCdTe探測器通過調(diào)整確鎘汞材料的參數(shù),可以滿足1

7、15沖波長范圍內(nèi)的探測需求hymsm%ddz紅外熱像儀系統(tǒng)一般由紅外焦平面探測器組件（DDA£DDCA、紅外光學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)電子信號處理等部分構(gòu)成。紅外熱像儀，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)、軍事和空間技術(shù)等領(lǐng)域。在軍事應(yīng)用方面，夜視、制導(dǎo)、跟蹤、目標(biāo)識別、導(dǎo)航系統(tǒng)、探測與搜索、T491D686K004AT6學(xué)成像和目標(biāo)評估系統(tǒng)、監(jiān)視、預(yù)警、紅外偵察需各種紅外焦平面；可用于建筑物熱損失檢測、電氣元件故障預(yù)測、電子系統(tǒng)測試、生產(chǎn)過程監(jiān)控及生產(chǎn)中的臨界溫度控制，監(jiān)視天氣變化、研究植被類型、協(xié)助農(nóng)業(yè)規(guī)劃和地質(zhì)探測，還可探查海洋中的溫度變化。紅外焦平面探測器的噪聲等效溫差（NoiseEquivalentTemperatureDifference,NETD雙決定熱成像系統(tǒng)性能的關(guān)鍵性參數(shù)。光量子類紅外焦平面陣列的NETDfi范圍通常在0.10.01K,使用，？/2光學(xué)時(shí)，InSb、CaAlAs、HgCdTe320X256元陣列J和1024X768元陣列都可達(dá)到0.01K的NETCfi,適合于星載、機(jī)載等移動(dòng)平臺成像偵察和成像制導(dǎo)等中高性能的系統(tǒng)應(yīng)用；非制冷型紅外焦平面陣列0.1K的NET阿滿足便攜式熱像儀和熱瞄具等低檔的系統(tǒng)應(yīng)用需求。對紅外焦平面的選擇原則可以從系統(tǒng)光譜響應(yīng)范