腔体型超表面非制冷红外探测器

1

作者 杨君 杨春丽 +4 位作者 方辉 袁俊 鄢善入 李华英 黎秉哲 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期621-627,共7页

随着非制冷红外探测器像元尺寸的逐步缩小,提高探测器吸收率变得越来越重要。该文章基于现有的制备工艺,提出了一种IMIAM(Insulator-Metal-Insulator-Air-Metal)腔体型超表面非制冷红外探测器结构,在增强探测器吸收的同时有效改善了光... 随着非制冷红外探测器像元尺寸的逐步缩小,提高探测器吸收率变得越来越重要。该文章基于现有的制备工艺,提出了一种IMIAM(Insulator-Metal-Insulator-Air-Metal)腔体型超表面非制冷红外探测器结构,在增强探测器吸收的同时有效改善了光敏层受热的均匀性。通过系统的仿真优化,其在长波红外波段(8~14μm)的平均吸收率超过了97%,使器件几乎实现了百分百的完美吸收,同时在中红外波段也表现出了优异的吸收特性。该文章还通过工艺验证了该结构的可靠性,对于改进现有非制冷红外探测器工艺具有一定的启示意义。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 VOx微测辐射热计 超表面 光吸收增强

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非制冷红外探测器真空寿命研究

2

作者 孙俊伟 孔祥盛 +3 位作者 胡汉林 刘继伟 王兴祥 李松华 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期1448-1452,共5页

非制冷红外探测器近年来在军用和民用领域快速发展,探测器的真空封装影响着组件的寿命,真空失效也是探测器最常见的失效模式。本文在非制冷红外探测器陶瓷封装的基础上,分析封装结构和工艺,以阿伦尼乌斯方程为加速寿命模型,研究吸气剂... 非制冷红外探测器近年来在军用和民用领域快速发展,探测器的真空封装影响着组件的寿命,真空失效也是探测器最常见的失效模式。本文在非制冷红外探测器陶瓷封装的基础上,分析封装结构和工艺,以阿伦尼乌斯方程为加速寿命模型,研究吸气剂面积和胶水热失重对探测器内部真空度的影响。实验结果表明,增大吸气剂面积增加吸气量、选择低热失重参数胶水减少挥发性气体释放均有助于探测器内部真空度的维持,延长探测器的真空寿命。本文为非制冷红外探测器真空封装的研究提供了参考意义。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 真空封装 吸气剂 环氧胶

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MEMS技术在非制冷红外探测器中的应用 被引量：2

3

作者 阳启明 张剑铭 +2 位作者 杨道虹 徐晨 沈光地 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第10期27-30,34,共5页

随着微探测器的广泛应用,M E M S 技术因其微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等特点,被越来越多地应用于微探测器的制造工艺中,为该领域的研究提供了新途径。本文简要介绍了 MEMS 技术的工艺及其主要特点,并对 MEMS 技... 随着微探测器的广泛应用,M E M S 技术因其微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等特点,被越来越多地应用于微探测器的制造工艺中,为该领域的研究提供了新途径。本文简要介绍了 MEMS 技术的工艺及其主要特点,并对 MEMS 技术在非制冷红外探测器研制方面的应用作了比较详细的阐述。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 MEMS技术 工艺兼容性 制造工艺 集成 智能 新途径 领域 主要特点

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一种用于非制冷红外探测器的高速比较器 被引量：1

4

作者 陈力颖 张博超 +1 位作者 李勇 徐微 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2023年第4期57-62,70,共7页

为了提高红外探测器模数转换的速度与精度,设计了一种用于非制冷红外焦平面阵列探测器片上14位10 MSps逐次逼近型模数转换器的高速比较器。本比较器采用前置放大器、动态高速度锁存器和新型输出缓冲器的三联级结构,并通过输入、输出失... 为了提高红外探测器模数转换的速度与精度,设计了一种用于非制冷红外焦平面阵列探测器片上14位10 MSps逐次逼近型模数转换器的高速比较器。本比较器采用前置放大器、动态高速度锁存器和新型输出缓冲器的三联级结构,并通过输入、输出失调存储的方式对各级放大器进行失调电压消除,使比较器工作的速度与精度得到提高。结果表明:基于TSMC 0.18μm 1P6M工艺进行设计与仿真,在电源电压为5 V的情况下,该比较器的采样速率为200 MSps,失调电压为32.63 V,传输延时为259 ps,-3 dB带宽为1.11 GHz。该比较器相较于其他的设计,具有更小的失调电压以及传输延时,满足逐次逼近型模数转换器对其比较器速度与精度的要求。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 模数转换器 高速比较器 失调电压 非制冷

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基于电容读出的非制冷红外探测器 被引量：1

5

作者 刘海涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期767-770,共4页

介绍了一种基于标准硅工艺的电容读出式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作以及集成读出电路的设计。该探测器用于探测室温下物体的红外辐射,其响应波长为8～12μm。由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双... 介绍了一种基于标准硅工艺的电容读出式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作以及集成读出电路的设计。该探测器用于探测室温下物体的红外辐射,其响应波长为8～12μm。由于氮化硅和铝的热膨胀系数相差很大,用这两种材料的薄膜做成的双材料微悬臂梁在红外辐射下会发生弯曲,微悬臂梁和衬底形成一个可变电容,通过检测电容的变化来反映微悬臂梁的弯曲,从而可以探测红外辐射的情况。采用和探测器集成的CMOS读出电路对探测器信号进行读取,微悬臂梁的电容灵敏度可达2.5 fF/K,温度分辨率为0.1 K。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 微悬臂梁 读出电路 微电容

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非制冷红外探测器多孔硅绝热层的研究

6

作者 杨海波 胡明 +3 位作者 吕宇强 甄志成 张绪瑞 张伟 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期68-71,共4页

以多孔硅作为绝热层材料,采用超高真空对靶磁控溅射镀膜法,在多孔硅样品表面和硅基底表面沉积氧化钒薄膜。实验采用电化学腐蚀法制备多孔硅,利用场致发射扫描电子显微镜观测了孔隙率为50%,60%,70%三个多孔硅样品的微观形貌。利用显微喇... 以多孔硅作为绝热层材料,采用超高真空对靶磁控溅射镀膜法,在多孔硅样品表面和硅基底表面沉积氧化钒薄膜。实验采用电化学腐蚀法制备多孔硅,利用场致发射扫描电子显微镜观测了孔隙率为50%,60%,70%三个多孔硅样品的微观形貌。利用显微喇曼光谱法测量其热导率,分别为8.16,7.28和0.624W/mK;利用纳米压入仪测量氧化钒薄膜的显微硬度和杨氏模量,测得沉积在孔隙率为50%,60%,70%的多孔硅基底上氧化钒薄膜的显微硬度分别为1.917,0.928和0.13GPa,杨氏模量分别为31.087,16.921和2.285GPa,而沉积在单晶硅基底的氧化钒薄膜的显微硬度和杨氏模量分别为10.919GPa和193.792GPa,并分析了微观结构差异对多孔硅绝热性能和机械性能的影响,为非制冷红外探测器的工艺制作过程提供一定的热学力学参数。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 氧化钒 多孔硅 绝热层 力学性能

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微悬臂梁非制冷红外探测器的研究

7

作者 刘海涛 陈永平 梁平治 《红外》 CAS 2004年第6期1-5,42,共6页

本文介绍基于标准硅工艺的非制冷红外探测器的设计和建造。由于氮化硅和金的热膨胀系数有很大的差别,用这两种材料做成的双材料片在红外辐射下会发生热弯曲。用偏振光对弯曲程度进行检测,在CCD上呈现偏振光的干涉图案。它完全消除了由... 本文介绍基于标准硅工艺的非制冷红外探测器的设计和建造。由于氮化硅和金的热膨胀系数有很大的差别,用这两种材料做成的双材料片在红外辐射下会发生热弯曲。用偏振光对弯曲程度进行检测,在CCD上呈现偏振光的干涉图案。它完全消除了由电路引入的噪声。目前能够实现的噪声等效温差(NEDT)在1K左右,但其理论值仅为几mK。 展开更多

关键词 微悬臂梁 非制冷红外探测器 光机械 氮化硅 热膨胀系数 偏振光

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二极管非制冷红外探测器及其读出电路设计 被引量：3

8

作者 祖秋艳 王玮冰 +2 位作者 黄卓磊 何鑫 陈大鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1680-1684,共5页

针对非制冷红外技术的低成本高性能应用,提出了基于SOI的二极管红外探测器及其读出电路的集成设计方案。阐述了二极管非制冷红外探测器的基本原理和工艺实现。对探测器的电学特性进行理论推导,得出读出电路的设计指标。采用连续时间自... 针对非制冷红外技术的低成本高性能应用,提出了基于SOI的二极管红外探测器及其读出电路的集成设计方案。阐述了二极管非制冷红外探测器的基本原理和工艺实现。对探测器的电学特性进行理论推导,得出读出电路的设计指标。采用连续时间自稳零电路结构实现探测器输出信号的低噪声低失调放大,采用级联滤波器以减弱开关非理想因素的影响,并采用片内电容采样保持,使得I/O引脚数较少,从而减小版图面积。采用spectre工具进行仿真,在CSMC 0.5μm 2P3M CMOS工艺下实现。结果表明:读出电路性能良好,闭环增益为65.8 dB,等效输入噪声谱密度为450 nV/Hz,等效输入失调电压100μV以内,功耗为5 mW,能实现探测器信号的准确读出。 展开更多

关键词 二极管非制冷红外探测器 自稳零技术 低噪声 低失调 读出电路

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非制冷红外探测器用热释电材料的研究进展 被引量：1

9

作者 江勤 姜胜林 +2 位作者 张海波 杨智兵 钟南海 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z5期127-132,共6页

分析了热释电非制冷红外探测技术的优势,介绍了当前应用较广泛的各种非制冷红外探测器用热释电材料,即单晶材料、高分子有机聚合物及复合材料和金属氧化物陶瓷及薄膜材料,并预计了热释电材料的发展趋势。指出了铁电性热释电陶瓷材料的... 分析了热释电非制冷红外探测技术的优势,介绍了当前应用较广泛的各种非制冷红外探测器用热释电材料,即单晶材料、高分子有机聚合物及复合材料和金属氧化物陶瓷及薄膜材料,并预计了热释电材料的发展趋势。指出了铁电性热释电陶瓷材料的优越性,其应用分为正常热释电体、介电测辐射热型热释电体和弥散相变热释电体,并分别列出了具有代表性材料的研究结果。最后,指出了研究高性能、大尺寸、易加工的热释电薄膜材料的制备技术,是未来红外探测器用热释电材料的发展的关键;并在此基础上结合半导体集成工艺,制备高性能、大规模的热释电红外焦平面阵列。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 热释电 铁电 研究进展

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基于MEMS的非制冷红外探测器读出电路的设计

10

作者 张强 吴晓波 +1 位作者 杨旸 孙亮 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期580-584,共5页

基于MEMS的非制冷红外探测器广泛用于军用和民用领域,其中作为探测器核心部件的焦平面探测阵列的读出电路等关键技术的研究至为重要。设计了一块240×320的焦平面探测阵列的读出电路,此电路能够抑制MEMS工艺的波动,减小探测器环境... 基于MEMS的非制冷红外探测器广泛用于军用和民用领域,其中作为探测器核心部件的焦平面探测阵列的读出电路等关键技术的研究至为重要。设计了一块240×320的焦平面探测阵列的读出电路,此电路能够抑制MEMS工艺的波动,减小探测器环境温度的影响。采用HHNEC 0.5μm工艺对此设计流片,其测试结果达到预期目标。芯片输出电压为1.5～3.5V,每帧图像输出时间为16.32ms,可以保证每秒61帧图像输出。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 微机电系统 读出电路

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非制冷红外探测器片上偏压逐点非均匀性校正方法

11

作者 张宁 柴孟阳 +1 位作者 赵航斌 孙德新 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第8期682-687,共6页

针对非制冷红外焦平面阵列(Uncooled Infrared Focal Plane Array,UIRFPA)成像系统中普遍存在的非均匀性较差的问题,本文提出了一种基于探测器工作偏压对其输出影响来进行片上非均匀性校正(Non-uniformity Correction,NUC)的方法——探... 针对非制冷红外焦平面阵列(Uncooled Infrared Focal Plane Array,UIRFPA)成像系统中普遍存在的非均匀性较差的问题,本文提出了一种基于探测器工作偏压对其输出影响来进行片上非均匀性校正(Non-uniformity Correction,NUC)的方法——探测器片上偏压逐点NUC技术。该方法是在探测器每一个像元关键偏压VEB和VFID上使用DAC供电,通过在积分前对每个像元的偏压进行单独的调整来校正其信号输出值。在不影响探测器帧频的情况下,实现了非均匀性从1.9%降低到0.4%,有效改善了探测器原始信号的非均匀性,且具有很好的实时性。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 关键偏压 片上 非均匀性校正

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非制冷红外探测器陶瓷封装结构优化及可靠性分析 被引量：3

12

作者 刘继伟 王金华 +2 位作者 孙俊伟 胡汉林 陈文礼 《红外技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期77-83,共7页

陶瓷封装是非制冷红外探测器最主流的封装形式,封装的低成本、小型化和高可靠性是发展方向。在某款陶瓷封装探测器结构的基础上,提出一种优化结构,优化后成本降低约5%、体积缩小约30%。基于ANSYSWorkbench有限元分析软件,从网格数量无... 陶瓷封装是非制冷红外探测器最主流的封装形式,封装的低成本、小型化和高可靠性是发展方向。在某款陶瓷封装探测器结构的基础上,提出一种优化结构,优化后成本降低约5%、体积缩小约30%。基于ANSYSWorkbench有限元分析软件,从网格数量无关性验证出发,分析了非制冷红外探测器陶瓷封装原始结构和优化结构各组件在10.2G随机振动环境和500g半正弦波冲击振动环境的最大等效应力和最大形变,结果显示两种结构均满足可靠性要求。在此基础上,本文对优化结构红外窗口的不同材料和不同厚度进行了500g半正弦波冲击振动环境可靠性仿真,结果表明:0.3 mm~1.0 mm厚度锗窗口和硅窗口均满足可靠性要求,最大等效应力和最大形变与窗口厚度呈负相关,相同厚度的红外窗口,硅窗口比锗窗口可靠性表现更好。本文的研究为非制冷红外探测器陶瓷封装形式的后续结构设计和仿真计算提供了参考。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 有限元 陶瓷封装 结构优化 可靠性

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多电容非制冷红外探测器动态范围调整技术

13

作者 魏新宇 赵航斌 +1 位作者 张宁 孙德新 《红外》 CAS 2018年第5期1-7,30,共8页

针对非制冷红外焦平面阵列(Uncooled Infrared Focal Plane Array,UIRFPA)对多目标成像时动态范围有限的问题,基于探测器特性提出了一种根据目标调整动态范围的方法。积分前,根据所选目标初始成像的灰度分布实时调整电容;同时逐点配置... 针对非制冷红外焦平面阵列(Uncooled Infrared Focal Plane Array,UIRFPA)对多目标成像时动态范围有限的问题,基于探测器特性提出了一种根据目标调整动态范围的方法。积分前,根据所选目标初始成像的灰度分布实时调整电容;同时逐点配置像元偏压,以适应动态范围并完成非均匀性校正(NonUniformity Correction,NUC);依次实现局部目标的最佳成像效果。最后搭建了一种用于验证此方法可行性的红外成像系统。结果表明,本文方法实现了动态范围的实时调整,并获得了清晰的局部关键目标图像。由于解决了动态范围与目标不匹配的问题,该方法对非制冷红外成像系统在多目标场景下的拓展应用具有一定意义。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 多目标 动态范围

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Cypress半导体公司联合DRS Technologies公司量产非制冷红外探测器

14

作者 王玲 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第4期273-273,共1页

Cypress半导体公司将其最先进的微测热辐射技术转让给DRSTechnologies公司，用于批量生产非制冷红外探测器。DRSTechnologies公司网络和成像系统（NIS）部门开发的专项生产工艺将转移到Cypress半导体公司在明尼苏达州布卢明顿65nm的10级... Cypress半导体公司将其最先进的微测热辐射技术转让给DRSTechnologies公司，用于批量生产非制冷红外探测器。DRSTechnologies公司网络和成像系统（NIS）部门开发的专项生产工艺将转移到Cypress半导体公司在明尼苏达州布卢明顿65nm的10级8英寸（1英寸=2．54cm）晶圆制造厂。 展开更多

关键词 Cypress半导体公司 非制冷红外探测器 明尼苏达州 技术转让 批量生产 生产工艺 成像系统 热辐射

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非制冷红外探测器

15

作者 高 《红外》 CAS 2001年第5期45-45,共1页

本发明提供一种非制冷辐射红外探测器,它由偶极天线、衬底、闭锁接点以及带隙探测器元件等构成。偶极天线固定在衬底上。

关键词 非制冷红外探测器 偶极天线 衬底 闭锁接点 带隙探测器元件

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国外非制冷红外焦平面阵列探测器进展 被引量：32

16

作者 雷亚贵 王戎瑞 陈苗海 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第9期801-805,共5页

非制冷红外焦平面阵列探测器是目前发展最为迅速的红外探测器种类之一,并已广泛渗透到军事和民事应用中。本文重点阐述几种国外具有代表性的非制冷红外焦平面探测器的现状及其发展趋势。

关键词 非制冷红外探测器 红外焦平面阵列 微测辐射热计 微悬臂梁红外探测器

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微机械非制冷红外热电堆探测器 被引量：3

17

作者 蔡小五 马斌 梁平治 《红外技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期34-38,共5页

近年来,非制冷红外探测器应用和开发一直是令人关注的焦点之一,详细介绍了几种现阶段流 行的非制冷热电堆探测器的工艺制作方法以及所用材料,并介绍了近几年来热电堆探测器的发展情况。

关键词 非制冷红外探测器 热电堆 微机械 工艺制作 焦点 阶段 发展情况 开发

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非制冷红外焦平面探测器热敏薄膜技术研究进展 被引量：3

18

作者 王成刚 宋广 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期927-929,共3页

近年来红外探测技术在军事和民用领域得到了迅速的发展,非制冷红外探测器以其低成本、小型化、非制冷等优势在红外探测系统发展中占据着重要的地位。本文总结了国内外非制冷红外探测器的发展现状,分析了两种主要的非制冷红外探测器技术... 近年来红外探测技术在军事和民用领域得到了迅速的发展,非制冷红外探测器以其低成本、小型化、非制冷等优势在红外探测系统发展中占据着重要的地位。本文总结了国内外非制冷红外探测器的发展现状,分析了两种主要的非制冷红外探测器技术路线的特点及差异,并给出了这两种技术路线后续发展趋势。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 氧化钒 非晶硅

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铁电型非制冷红外焦平面探测器的调制器设计 被引量：6

19

作者 吴新社 范乃华 +2 位作者 李龙 徐世春 蔡毅 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第6期333-336,共4页

从铁电型非制冷红外焦平面探测器逐行读出的工作机理和阿基米德螺旋线的定义出发,导出了多调制周期调制器叶片形状的设计公式,给出了调制器与探测器位置关系的设计实例,解决了调制器设计的核心问题。

关键词 调制器 阿基米德螺旋线 推扫 铁电型非制冷红外焦平面探测器

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混成式热释电非制冷红外焦平面探测器研究 被引量：3

20

作者 杨瑞宇 杨培志 +2 位作者 刘黎明 金惠松 太云见 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期591-593,共3页

热释电非制冷红外焦平面探测器在军民领域具有广阔的应用前景。为了实现探测器的国内工程化研制,采用混成式技术,成功研制了基于锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷材料,像元尺寸为35μm×35μm,列阵规模为320×240元的非制冷红外焦平面探... 热释电非制冷红外焦平面探测器在军民领域具有广阔的应用前景。为了实现探测器的国内工程化研制,采用混成式技术,成功研制了基于锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷材料,像元尺寸为35μm×35μm,列阵规模为320×240元的非制冷红外焦平面探测器。通过自主设计,研发的非制冷焦平面测试平台,得到了此器件的基本性能参数平均电压响应率1.1×105V/W,平均探测率5.6×107cm·Hz1/2·W-1,并实现了该探测器热成像。结合实际的研究工作,较为系统地介绍和讨论了热释电非制冷红外焦平面研制过程中各项关键技术。在器件光电响应测试数据分析的基础上,进一步提出下一阶段研究工作的重点和器件性能优化的方向。 展开更多

关键词 非制冷红外焦平面探测器 热释电 混成式 光电测试 成像演示 320×240

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