相连缺陷元识别一直是面阵探测器研究难点。面阵探测器相连缺陷元的光电信号与正常元基本相同, 因此采用现有面阵测试方法无法识别相连缺陷元。提出了一种新型光学滤光片来识别面阵探测器中的相连缺陷元。在提出的滤光片结构中, 有两种不同透光率、且交错排列的阵列组成。采用该滤光片后, 相连缺陷元的响应电压值是正常单元响应电压的50%, 面阵探测器相连缺陷元可以被显著识别。

通过基于正性光刻胶的不同像元尺寸铟柱阵列及器件制备, 研究InSb面阵探测器铟柱缺陷成因与特征.分别研制了像元尺寸为50 μm×50 μm、30 μm×30 μm、15 μm×15 μm的面阵探测器的铟柱阵列, 并制备出InSb面阵探测器, 利用高倍光学显微镜和焦平面测试系统对制备的芯片表面形貌、器件连通性及性能进行了检测与分析.研究结果表明：当像元尺寸为50 μm×50 μm时, 芯片表面形貌和器件连通性测试结果较好; 随着像元尺寸减小, 芯片表面会出现铟柱相连或铟柱缺失缺陷, 器件连通性测试结果与表面形貌相吻合.铟柱相连缺陷是由光刻剥离时残留铟渣引起的铟相连造成; 铟柱缺失缺陷是由光刻时残留光刻胶底膜引起的铟柱缺失造成.器件相连缺陷元的响应电压与正常元基本相同, 缺失缺陷元的响应电压基本为0, 其周围最相邻探测单元响应电压相比正常元增加了约25%.器件缺陷元的研究结果, 对通过优化探测器制作水平提升其性能具有重要参考意义.

采用高倍光学显微镜和焦平面探测器测试系统对焦平面探测器相连缺陷元进行了测试分析, 研究了焦平面探测器相连缺陷元的成因。研究结果表明: 借助高倍光学显微镜很难识别相连缺陷元; 采用焦平面探测器响应测试系统进行测试时, 相连缺陷元的响应电压与正常元基本相同, 相连缺陷元无法被识别; 采用焦平面探测器串音测试系统进行测试时, 相连缺陷元之间串音为100%, 明显不同于正常元, 此时两元相连缺陷元响应电压是正常元响应电压的二分之一, 相连缺陷元可以被有效识别。光刻腐蚀引入的台面或电极相连, 以及光刻剥离引入的铟柱相连导致了缺陷元的产生; 通过光刻腐蚀、剥离工艺优化, 可以有效减少焦平面探测器相连缺陷元。

面阵探测器相连缺陷元的光电信号与正常元基本相同, 因此采用现有面阵测试方法无法识别相连缺陷元.针对相连缺陷元的特点, 提出了借助改变面阵探测器光电响应的方法来实现相连缺陷元的识别定位.实验结果表明, 该方法使面阵探测器分为两个不同透过率探测单元, 多元相连缺陷元响应电压是相对应的两个不同透过率探测单元响应电压之和的平均值.采用MATLAB软件对测试数据进行分析处理, 分析结果清晰给出缺陷元诸如个数、形状和位置等详细信息.采用本方法面阵探测器相连缺陷元可以被显著识别定位.研究结果为今后的面阵探测器评测与可靠性提高提供了参考.

借助有限元软件系统分析了铟柱取不同直径时红外探测器整体结构的应力分布.模拟结果表明, 在固定铟柱高度的前提下, 当铟柱直径以2μm的步长从36μm减小到18μm的过程中, InSb芯片上的最大应力值呈现出先减小, 后线性增加的趋势,但铟柱上应力最大值始终保持在15.7MPa左右, 且分布几乎不变.Si读出电路上的应力小于InSb芯片上的应力值, 变化趋势类同于InSb芯片上应力的变化趋势.铟柱直径取30μm时, InSb芯片和Si读出电路上的应力均达到最小值260MPa 和140MPa, 整个器件的应力分布在接触区呈现明显的集中性、均匀性, 分布更合理.

采用分子束外延(MBE)方法，在(001)GaAs衬底上生长了短周期Ⅱ型超晶格(SLs):InAs/GaSb (2ML/8ML) 和InAs/GaSb (8ML/8ML).从X射线衍射(HRXRD)中计算出超晶格周期分别为31.2 和57.3 .室温红外透射光 谱表明两种超晶格结构在短波2.1μm和中波5μm处有明显吸收.通过腐蚀、光刻和欧姆接触，制备了短波和中波 的单元光导探测器.在室温和低温下进行光谱响应测试和黑体测试，77K下，50%截止波长分别为2.1μm和 5.0μm，黑体探测率D * bb 均超过2×10 8 cmHz 1/2 /W.室温下短波探测器D * bb 超过10 8 cmHz 1/2 /W.