何英杰 1,2,3,*彭震宇 1,2,3曹先存 1,2,3朱旭波 1,2,3[ ... ]吕衍秋 1,2,3
1 中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471099
2 红外探测器技术航空科技重点实验室，河南 洛阳 471099
3 河南省锑化物红外探测器工程技术研究中心，河南 洛阳 471099
超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。双波段红外探测器能够通过对比两个波段内的光谱信息差异，对复杂的背景进行抑制，提高探测效果，在需求中尤为重要。本文开展了InAs/InAsSb超晶格中/中双色焦平面探测器设计及制备技术研究，从器件设计、材料外延、芯片加工等方面展开研究，制备了中心距30 μm的320×256 InAs/InAsSb二类超晶格中/中波双色焦平面探测器。器件短中波峰值探测率达到7.2×1011 cm·Hz1/2W-1，中波峰值探测率为6.7×1011 cm·Hz1/2W-1，短中波有效像元率为99.51%，中波为99.13%，获得了高质量的成像效果，实现中中双色探测。
InAs/InAsSb 双色中/中波 焦平面 红外探测器 InAs/InAsSb dual-color mid- mid-wavelength focal plane arrays infrared detector 吕衍秋 1,2,3,*彭震宇 1,2,3曹先存 1,2,3何英杰 1,3[ ... ]朱旭波 1,2,3
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471099
2 红外探测器技术航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471099
3 河南省锑化物红外探测器工程技术研究中心, 河南 洛阳 471099
InAs/GaSb超晶格材料制备的新型红外器件在最近十几年得到了迅速发展。文中开展了InAs/GaSb二类超晶格中/短波双色焦平面探测器组件研制, 设计了中/短波双色叠层背靠背二极管芯片结构, 用分子束外延技术生长出结构完整、表面平整、低缺陷密度的PNP结构超晶格材料, 制备出性能优良的320×256双色焦平面探测器组件, 对探测器组件进行了测试分析。结果显示, 在77 K下中波二极管RA值达到26.0 kΩ·cm2, 短波的RA值为562 kΩ·cm2。光谱响应特性表明短波响应波段为1.7~3 μm, 中波为3~5 μm, 满足设计要求。双色峰值探测率达到中波3.12×1011 cm·Hz1/2W-1, 短波1.34×1011 cm·Hz1/2W-1。响应非均匀性中波为9.9%, 短波为9.7%。中波有效像元率为98.46%, 短波为98.06%。
InAs/GaSb超晶格 双色 中短波 焦平面阵列 红外探测器 InAs/GaSb superlattice dual-color mid-/short-wavelength FPAs infrared detector 红外与激光工程
2020, 49(1): 0103007
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471099
2 红外探测器技术航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471099
InAs/GaSb超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。开展了InAs/GaSb二类超晶格中/短波双色焦平面探测器器件结构设计、材料外延、芯片制备, 对钝化方法进行了研究, 制备出性能优良的320×256双色焦平面探测器。首先以双色叠层背靠背二极管电压选择结构作为基本结构, 设计了中/短波双色芯片结构, 然后采用分子束外延技术生长出结构完整、表面平整、低缺陷密度的PNP结构超晶格材料。采用硫化与SiO2复合钝化方法, 最终制备的器件在77 K下中波二极管的RA值达到13.6 kΩ·cm2, 短波达到538 kΩ·cm2。光谱响应特性表明短波响应波段为1.7~3 μm, 中波为3~5 μm。双色峰值探测率达到中波3.7×1011 cm·Hz1/2W-1以上, 短波2.2×1011 cm·Hz1/2W-1以上。响应非均匀性中波为9.9%, 短波为9.7%。中波有效像元率为98.46%, 短波为98.06%。
InAs/GaSb超晶格 双色 中短波 焦平面阵列 红外探测器 InAs/GaSb superlattice dual-color mid-/short-wavelength FPAs infrared detector 红外与激光工程
2019, 48(11): 1104001
1 中国空空导弹研究院,河南 洛阳471009
2 红外探测器技术航空科技重点实验室,河南 洛阳471009
Veeco NT3300表面轮廓仪是基于白光干涉原理的一种非接触测量设备,它的垂直扫描干涉模式可以实现对物体表面形貌的非接触测量。在利用垂直扫描干涉模式对光刻胶形成的透明台阶测量时,设置不同的测量参数会导致较大的测量误差,通过对垂直扫描干涉模式的原理和测量系统的分析,找到了误差产生的原因,并通过合理的测量参数的设置,实现了对透明台阶的准确测量,满足了应用需求。
垂直扫描干涉 零光程差 透明台阶 vertical scanning interferometer zero optical path difference transparent step
研究了不同的腐蚀液对 InSb 表面及台面腐蚀特性，利用金相显微镜和轮廓仪对样品表面形貌和制作精度进行了表征。通过大量的实验对比，得到一种对 InSb 有很好腐蚀特性的腐蚀液，腐蚀速度易于控制，晶片腐蚀后的表面比较光滑、均匀；对台面的钻蚀小，提高了台面的制作精度及器件的性能，解决了现有工艺中的难题。
InSb晶片 湿法腐蚀 制作精度 InSb wafer wet etching precise of wet etching
1 中国空空导弹研究院,河南,洛阳,471009
2 中国工程物理研究院激光聚变中心,四川,绵阳,621900
采用脉冲激光气相沉积(PLD)技术在MgO(100)衬底上生长了Co/BaTiO3纳米复合薄膜,利用原子力显微镜、透射电镜、X射线衍射(XRD)及Raman光谱等测试分析手段对Co/BaTiO3纳米复合薄膜进行测试分析.结果表明:薄膜表面均匀、致密,具有原子尺度的光滑性;Co纳米晶粒呈单分散、均匀分散在沿C轴呈单取向生长的BaTiO3单晶基体中;随着掺杂Co含量的增高,BaTiO3的Raman峰的峰强随之增大.
脉冲激光气相沉积技术 Co/BaTiO3纳米复合薄膜 纳米颗粒 拉曼光谱
1 四川大学原子与分子物理所,四川,成都,610065
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
采用脉冲激光气相沉积(PLD)技术制备了Fe/Al混合膜,测量了该混合膜的光电子能谱(XPS),并采用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)对Fe/Al混合膜作了表面分析.结果表明:Fe/Al混合膜的表面粗糙度对衬底温度有明显的依赖性, 随着衬底温度的升高,薄膜的表面逐渐变得平滑,膜层变得致密,在200 ℃衬底温度下制得了均方根(rms)粗糙度为0.154 nm、具有原子尺度光滑性的Fe/Al混合膜, 膜中Fe和Al分布比较均匀,其成分比约为1∶3,同时XPS分析也表明Fe/Al混合膜暴露在空气中后表面形成了Al2O3和FeO氧化层.
脉冲激光气相沉积(PLD) Fe/Al混合膜 光电子能谱(XPS) 衬底温度 均方根粗糙度 Pulse laser deposition Fe/Al compound thin films X-ray photon electron spectroscopy Substrate temperature Rms roughness
1 四川大学,原子与分子物理研究所,四川,成都,610064
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
3 四川大学,原子与分子物理研究所,四川,成都,610064??br>
4 中国科学院,物理研究所,北京,100080
采用脉冲激光沉积技术制备了钴纳米薄膜,分析和讨论了不同背景气压和脉冲频率对钴纳米薄膜表面形貌的影响及纳米微粒的形成机理.实验结果表明:在低背景气压下,等离子体羽辉自身粒子之间的碰撞占主导作用,容易形成液滴;在较高背景气压下,等离子体羽辉边缘粒子和背景气体粒子之间的碰撞占主导作用,容易形成小岛并凝聚成微颗粒;在4Hz的脉冲重复频率和5Pa背景气压下生长出单分散性良好的钴纳米颗粒.
脉冲激光气相沉积 钴 单分散性 纳米薄膜 Pulsed laser deposition Cobalt Monodisperse Nano-thin films
