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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非制冷红外探测器非均匀性的校正方法 被引量：4

4

作者 刘宇 吴志明 蒋亚东 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第5期59-61,64,共4页

两点温度定标校正算法是非制冷红外探测器的有效的非均匀性校正技术。根据焦平面特性和两点算法,提出一种采用两级存储结构的现场可编程门阵列实现途径:流水运算,采用分级存储校正系数和并行结构运算部件。仿真和试验证明:这种方法具有... 两点温度定标校正算法是非制冷红外探测器的有效的非均匀性校正技术。根据焦平面特性和两点算法,提出一种采用两级存储结构的现场可编程门阵列实现途径:流水运算,采用分级存储校正系数和并行结构运算部件。仿真和试验证明:这种方法具有高速、系数存储大容量、可扩展的特点,适合于大阵列非制冷红外焦平面的实时校正。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 非均匀性 两点校正 两级存储 现场可编程门阵列

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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

5

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

6

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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二极管非制冷红外探测器及其读出电路设计 被引量：4

7

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：2

8

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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非制冷红外探测器片上偏压逐点非均匀性校正方法

9

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

10

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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国外非制冷红外焦平面阵列探测器进展 被引量：32

11

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

12

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：4

13

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

14

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

15

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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非制冷红外焦平面探测器封装技术研究进展 被引量：7

16

作者 王强 张有刚 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期837-842,共6页

目前,决定非制冷红外焦平面探测器成本和可靠性的主要因素之一是其真空封装技术水平。本文主要介绍了非制冷红外探测器封装技术的发展现状,详细说明了典型金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装及像元级封装的基本结构和组装工艺,并指出了其... 目前,决定非制冷红外焦平面探测器成本和可靠性的主要因素之一是其真空封装技术水平。本文主要介绍了非制冷红外探测器封装技术的发展现状,详细说明了典型金属封装、陶瓷封装、晶圆级封装及像元级封装的基本结构和组装工艺,并指出了其优缺点和未来发展趋势。 展开更多

关键词 非制冷红外焦平探测器 金属封装 陶瓷封装 晶圆级封装 像元级封装

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铁电型非制冷红外焦平面探测器的斩波器设计

17

作者 吴新社 蔡毅 +1 位作者 范乃华 李龙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z5期237-,共1页

从铁电型非制冷红外焦平面探测器的工作要求和阿基米德螺旋线的定义出发,通过分析阿基米德螺旋线的物理意义,导出了确定多调制周期斩波器叶片形状的设计公式,给出了斩波器与探测器的大致位置关系,解决了斩波器设计的核心问题,对非制冷... 从铁电型非制冷红外焦平面探测器的工作要求和阿基米德螺旋线的定义出发,通过分析阿基米德螺旋线的物理意义,导出了确定多调制周期斩波器叶片形状的设计公式,给出了斩波器与探测器的大致位置关系,解决了斩波器设计的核心问题,对非制冷红外成像技术尤其是微扫描技术的发展具有重要意义。 展开更多

关键词 斩波器设计 阿基米德螺旋线 铁电型非制冷红外焦平面探测器

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适用于非制冷焦平面探测器的氧化钒薄膜制备研究 被引量：1

18

作者 袁俊 太云见 +3 位作者 李龙 秦强 魏虹 任华 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第6期334-336,341,共4页

氧化钒薄膜由于其具有高电阻温度系数(TCR),近年来被广泛应用于非制冷红外探测器。利用离子束增强沉积法,通过精确控制溅射电压、退火温度优化了氧化钒的制备工艺,制备出的氧化钒薄膜电阻为40kΩ、TCR为-2.5%K-1,满足非制冷焦平面探测... 氧化钒薄膜由于其具有高电阻温度系数(TCR),近年来被广泛应用于非制冷红外探测器。利用离子束增强沉积法,通过精确控制溅射电压、退火温度优化了氧化钒的制备工艺,制备出的氧化钒薄膜电阻为40kΩ、TCR为-2.5%K-1,满足非制冷焦平面探测器氧化钒薄膜的应用的要求。 展开更多

关键词 氧化钒 非制冷红外探测器 离子束增强沉积

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一种新型非致冷红外探测器 被引量：3

19

作者 刘海涛 《红外技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期388-392,共5页

介绍一种基于标准硅工艺、采用电容读出方式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作及性能测试。用这两种热膨胀系数相差很大材料(氮化硅和铝)的薄膜做成的双材料徽悬臂梁在红外辐射下,温度升高并发生弯曲。通过检测微悬臂梁和衬底形成... 介绍一种基于标准硅工艺、采用电容读出方式微悬臂梁非制冷红外探测器的设计、制作及性能测试。用这两种热膨胀系数相差很大材料(氮化硅和铝)的薄膜做成的双材料徽悬臂梁在红外辐射下,温度升高并发生弯曲。通过检测微悬臂梁和衬底形成的一个可变电容变化可以得知微悬臂梁的弯曲情况,从而可以探测红外辐射的信息。利用外部测试设备对单元探测器进行测试表明微悬臂梁对红外辐射有很高的响应。 展开更多

关键词 非制冷红外探测器 微悬臂梁 微电容

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用于非制冷热释电红外探测器的PZT铁电薄膜研究 被引量：2

20

作者 王忠华 李振豪 +2 位作者 普朝光 杨培志 林猷慎 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1223-1229,共7页

采用溶胶-凝胶和射频磁控溅射相结合的方法制备了PZT铁电薄膜．用溶胶-凝胶法制备一层PZT薄膜作为籽晶层,在衬底PZT(seed layer)／Pt／Ti／SiO2／Si上用射频磁控溅射过量10％Pb的Pb(ZrxTi1-x)O3(x=0．3)陶瓷靶生长厚500nm的PZT铁电薄膜... 采用溶胶-凝胶和射频磁控溅射相结合的方法制备了PZT铁电薄膜．用溶胶-凝胶法制备一层PZT薄膜作为籽晶层,在衬底PZT(seed layer)／Pt／Ti／SiO2／Si上用射频磁控溅射过量10％Pb的Pb(ZrxTi1-x)O3(x=0．3)陶瓷靶生长厚500nm的PZT铁电薄膜．采用在450℃预退火,575℃后退火的快速分级退火方法对PZT铁电薄膜进行热处理．PZT铁电薄膜获得了较好的热释电性能,热释电系数、介电常数、介电损耗和探测度优值因子分别为P=2．3×10-8C·cm-2·K-1,ε=500,tanδ=0．02,Fd=0．94×10-5Pa-0.5． 展开更多

关键词 非制冷热释电红外探测器 PZT 籽晶层 快速分级退火

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