在（211）B碲锌镉衬底上，采用分子束外延生长制备了PPP型中长双色碲镉汞材料，通过台面孔刻蚀、侧壁钝化等工艺，实现中长双色640×512 红外焦平面探测器组件研制。中长双色碲镉汞材料测试结果表明，表面宏观缺陷（2~10 μm）密度统计分布约773 cm^-2，同时对材料进行了XRD双晶衍射半峰宽（FWHM）测试和位错腐蚀坑（EPD）统计，XRD测试FWHM约31.9 arcsec，EPD统计值约为5×10⁵_{cm^-2；双色器件芯片台面刻蚀深度达到8 μm以上，深宽比达到1∶1以上，侧壁覆盖率达到72.5%。中长双色红外焦平面组件测试结果表明，中波波长响应范围为3.6~5.0 μm，长波波长响应范围为7.4~9.7 μm，中波向长波的串音为0.9 %，长波向中波的串音为3.1 %，中波平均峰值探测率达到3.31×10¹¹ cm·Hz^1/2/W，NETD为17.7 mK；长波平均峰值探测率达到6.52×10¹⁰ cm·Hz^1/2/W，NETD为32.8 mK；中波有效像元率达到99.46%，长波有效像元率达到98.19 %，初步实现中长双色红外焦平面组件研制。}

碲镉汞线性雪崩焦平面探测器具有高增益、高带宽及低过剩噪声等特点，在航空航天、天文观测、**装备及地质勘探等领域展现了巨大的应用潜力。目前，国内已经开展了碲镉汞线性雪崩焦平面器件的研制工作，但缺乏评价其性能的方法及标准，同时对其的应用仍然处于探索阶段。首先分析了表征线性雪崩焦平面器件性能的关键参数，同时基于碲镉汞线性雪崩焦平面器件的特点，探讨了雪崩焦平面器件在主/被动红外成像、快速红外成像等领域的应用，最后对碲镉汞雪崩焦平面器件的未来发展进行了展望。

采用LPE生长的中波碲镉汞材料，通过B离子注入n-on-p平面结技术制备了规模为256×256，像元中心距为30 μm的碲镉汞APD焦平面探测器芯片。在液氮温度下对其增益、暗电流以及过噪因子等性能参数进行了测试分析，结果表明，所制备的碲镉汞APD焦平面芯片在-8.5 V反偏下平均增益达到166.8，增益非均匀性为3.33%；在0~-8.5 V反向偏置下，APD器件增益归一化暗电流为9.0×10^-14~ 1.6×10^-13 A，过噪因子F介于1.0~1.5之间。此外，还对碲镉汞APD焦平面进行了成像演示，并获得了较好的成像效果。

采用砷离子注入p-on-n平面结技术制备了77 K工作温度下截止波长分别为13.23 μm和14.79 μm、像元中心距为25 μm的甚长波640×512探测器，并对其基本性能和暗电流进行了测试和分析。结果表明，对于截止波长为13.23 μm的甚长波640×512（25 μm），器件量子效率为55%，NETD平均值为21.5 mK，有效像元率为99.81%；对于截止波长为14.79 μm的甚长波640×512（25 μm），器件量子效率为45%，NETD平均值为34.6 mK，有效像元率为99.28%。这两个甚长波器件在液氮温度下的R₀A分别为19.8 Ω·cm²和1.56 Ω·cm²，达到了“Rule07”经验表达式的预测值，器件噪声主要受散粒噪声限制，显示出了较好的器件性能。

As注入掺杂的p-on-n结构碲镉汞红外探测器件具有少子寿命长、暗电流低、R₀A值高等优点，是高温器件研究的重要技术路线之一。针对阵列规模640×512、像元中心距15 μm 的As掺杂工艺制备的p-on-n中波碲镉汞焦平面器件，测试了不同工作温度下的性能和暗电流。研究结果表明，在80 K工作温度下，器件响应表现出高响应均匀性，有效像元率达99.98%；随着工作温度升高，器件盲元增多，当工作温度为150 K和180 K时，有效像元率降低至99.92%和99.32%。由于对器件扩散电流更好的抑制，器件在160~200 K温度范围内的暗电流低于Rule-07。并且当工作温度在150~180 K时（300 K的背景下），器件具有较好的信噪比，极大程度地体现了高温工作的可行性。

随着红外焦平面技术的发展，大面阵红外焦平面器件在遥感、气象、资源普查和高分辨对地观测卫星上得到了广泛应用。因此，基于第三代红外焦平面技术的超大规模焦平面器件成为国内外研究热点。文中介绍了昆明物理研究所采用n-on-p技术路线成功研制的短波（Short Wave, SW） 2 k×2 k（18 μm，像元中心距）碲镉汞红外焦平面器件。短波2 k×2 k碲镉汞红外焦平面器件突破了大尺寸碲锌镉（CdZnTe）衬底制备和大面积液相外延薄膜材料生长技术，衬底尺寸由Φ75 mm增加到Φ90 mm，获得了高度均匀的大面积碲镉汞（HgCdTe）薄膜材料。通过大面阵器件工艺、大面阵倒装互连等技术攻关，最终获得了有效像元率大于99.9%、平均峰值探测率(D*)大于4×10¹²(cm·Hz^1/2)/W、暗电流密度在1 nA/cm²的高性能短波2 k×2 k（18 μm）碲镉汞红外焦平面器件。

碲镉汞材料为窄禁带半导体，随着工作温度的升高，材料本征载流子浓度会增加，探测器截止波长会变短，暗电流增加等，会导致器件性能降低。碲镉汞红外探测器通常在77 K温度附近工作并获得很好的探测性能，但低温工作会增加探测器的制备成本、功耗、体积和重量等。为了解决这些问题，在保证探测器正常工作性能的前提下，提升探测器的工作温度是碲镉汞红外探测器的重要研究方向。p-on-n结构的碲镉汞红外焦平面器件具有低暗电流、长少子寿命等特点，有利于在高工作温度条件下获得较好的器件性能。在不同工作温度下对p-on-n长波焦平面探测器的性能进行测试分析，在110 K时p-on-n长波碲镉汞红外焦平面探测器噪声等效温差（Noise Equivalent Temperature Difference，NETD）为25.3 mK，有效像元率为99.48%，在高温条件下具备较优的工作性能。

As注入掺杂的p-on-n结构器件具有暗电流小、R₀A值高、少子寿命长等优点，是长波、甚长波碲镉汞红外焦平面器件发展的重要趋势。介绍了由昆明物理研究所研究制备的77 K温度下截止波长为9.5 μm、10.1 μm和71 K下14.97 μm 的p-on-n长波、甚长波碲镉汞红外焦平面器件，对器件的响应率、NETD、暗电流及R₀A等性能参数进行测试分析。测试结果表明，器件的有效像元率在99.78%~99.9%之间，器件的NETD均小于21 mK。实现了p-on-n长波、甚长波碲镉汞红外焦平面器件的有效制备。