1 陆装驻洛阳地区航空军代室，河南洛阳 471009
2 中国空空导弹研究院，河南洛阳 471099
3 红外探测器技术航空科技重点实验室，河南洛阳 471099
4 河南省锑化物红外探测器工程技术中心，河南洛阳 471099
面对第三代红外探测器对多波段探测的需求，中 /中波双色同时获取两个波段的目标信息，对复杂的背景进行抑制，可以有效排除干扰源的影响，提高了探测的准确性，增强了在人工及复杂背景干扰下的目标识别能力，因此中 /中波双色探测器设计和制备最近快速发展起来。锑化铟红外探测器通过分光可实现两个中波波段的探测，锑化物 Ⅱ类超晶格探测器通过能带结构设计实现多波段探测。本文阐述了锑化物中/中波双色红外探测器的主要技术路线和目前研究进展，与传统 InSb双色探测器相比，中/中波双色超晶格红外器件用于红外成像探测具有鲜明的特点和优势，但需要在探测器结构设计、锑化物超晶格材料生长、阵列器件制备等方面进行进一步研究，以提高探测性能，满足工程化应用需求。
双色 红外探测器 锑化物 Ⅱ类超晶格 中/中波 dual-color, infrared detector, antimonide, type-II
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
1 中国电子科技集团公司第29研究所，成都 610000
2 空军工程大学装备管理与无人机工程学院，西安 710000
3 中国人民解放军95861部队，甘肃 酒泉 735000
针对机载电子对抗系统外场使用保障数据具有大样本、随机截尾以及数据来源多等特点，提出一种基于外场使用保障数据的电子对抗系统可靠性持续评价方法。首先，分析了机载电子对抗系统可靠性持续评价步骤; 其次，给出外场使用保障数据的收集、分析与核查方法; 然后，构建基于使用保障数据的设备级和系统级可靠性评估模型; 最后，结合某电子对抗系统实例分析，验证所提方法的正确性。
机载电子对抗系统 可靠性评估 使用保障数据 工作运行比 airborne electronic countermeasure system reliability evaluation use & support data operating ratio
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
采用分子束外延生长方法在InSb(100)衬底上生长p+-p+-n-n+势垒型结构的In1-xAlxSb外延层。运用X射线衍射对材料的晶体质量及Al组分进行测试和表征, InAlSb外延层的半峰宽为0.05°, 表明外延材料的单晶性能良好, 并通过布拉格方程和维戈定律计算出Al组分为2.5%。然后将外延材料制备成多元红外探测并测得77~210 K下的光谱响应曲线, 实验发现探测器的截止波长从77 K时的4.48 ?滋m增加至210 K时的4.95 ?滋m。通过数据拟合得出In0.975Al0.025Sb禁带宽度的Varshni关系式以及其参数Eg(0)、α和 β的值分别为0.238 6 eV, 2.87×10-4 eV/K, 166.9 K。经I-V测试发现, 在110 K, -0.1 V偏压下, 器件的暗电流密度低至1.09×10-5 A/cm-2, 阻抗为1.40×104 ?赘cm2, 相当于77 K下InSb探测器的性能。同时分析了温度对器件不同类型的暗电流的影响程度, 并得到器件的扩散电流与产生-复合电流的转变温度约为120 K。
分子束外延 光电特性 红外探测器 molecular beam epitaxy InAlSb InAlSb photoelectric properties infrared detectors 红外与激光工程
2017, 46(12): 1204003
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
在InSb衬底上利用分子束外延生长了p-i-n结构的InAlSb/InSb材料, 通过在吸收层和接触层之间生长宽禁带的InAlSb势垒层, 验证了势垒层对耗尽层中暗电流的抑制作用。分别基于外延生长的InAlSb材料和InSb体材料, 借助标准工艺制备出二极管, 并对其电性能进行测量分析, 研究发现: 77 K温度时, 在-0.1 V的外偏电压下, p+-p+-n--n+结构和p+-n--n+结构InAlSb器件的反偏电流分别为3.4×10-6 A·cm-2和7.8×10-6 A·cm-2。基于p+-p+-n--n+结构研制的InAlSb二极管的暗电流保持在一个很低的水平, 这为提高红外探测器的工作温度提供了重要基础。
钝化 高工作温度 红外探测器 InAlSb InAlSb InSb InSb passivation high operating temperature infrared detector 红外与激光工程
2017, 46(7): 0704002
