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第二届全国先进焦平面技术研讨会

召开年：2006
召开地：大连
出版时间： 2006-08

主办单位：中国电子学会;中国光学光电子行业协会

会议文集：激光与红外

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1.Si基大面积碲镉汞分子束外延研究
- 陈路;傅祥良;巫艳;吴俊;王伟强;魏青竹;王元樟;何力
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文阐述了Si基碲镉汞分子束外延(MBE)的最新研究进展。用晶向偏角降低高界面应变能的方法,摸索大失配体系中位错的抑制途径,寻找位错密度与双晶半峰宽的对应关系,基本建立了外延材料晶体质量无损检测评价标准,并对外延工艺进行指导。通过上述研究,15～20μm Si基CdTe复合材料双晶半峰宽最好结果为54arcsec,对应位错密度(EPD)小于2×106/cm2,与相同厚度的GaAs/CdTe(211)双晶水平相当,达到或优于国际最好结果。获得的3in 10μm Si基HgCdTe材料双晶半峰宽最好结果为51arcsec,目前Si基HgCdTe材料已经初步应用于焦平面中波320×240器件制备。
2.Si基复合衬底碲镉汞液相外延技术的研究
- 周立庆;刘兴新;巩锋;史文均
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文阐述了采用Si基复合衬底,利用液相外延方法成功进行中波碲镉汞薄膜生长的情况,并且采用X光双晶衍射、X光形貌、红外付立叶光谱仪等手段对碲镉汞薄膜进行了表征。Si基复合衬底碲镉汞外延膜晶体结构为单晶,并且它的双晶衍射半峰值接近国外同类产品的先进水平。
3.n型AlxGa1-xN材料的电学和光学性质
- 彭铭曾;张洁;朱学亮;郭丽伟;贾海强;陈弘;周均铭
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文介绍了无裂纹高导电性n型AlxGa1-xN的MOCVD生长及其电学、光学和表面形貌性质。通过AlN两步生长法,有效地解决了AlxGa1-xN外延薄膜易裂的难题，并且对其生长进行优化,减少了AlxGa1-xN外延薄膜中的受主补偿缺陷,从而实现了高导电性的n型AlxGa1-xN薄膜,其载流子浓度为4.533 ×1018cm-3,并且电子迁移率高达77.5cm2/V·s,已经达到了目前国际上报道的先进水平。另外光学吸收谱说明AlxGa1-xN外延薄膜在302nm处具有陡峭的带边吸收,同时结合原子力显微镜分析材料的表面形貌,证实了材料表面光滑且平整。
4.SIMS在碲镉汞红外焦平面探测器工艺中的应用
- 朱西安;左雷;李震
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文介绍了二次离子质谱仪的结构及其基本工作原理,并通过对典型应用的分析,介绍了二次离子质谱分析技术在高灵敏度碲镉汞红外焦平面探测器材料和器件制备工艺中的作用,特别是在结探监测和微量杂质监控方面所发挥的重要作用。
5.硅基HgCdTe面阵焦平面器件结构热应力分析
- 胡晓宁;张海燕;李言谨;何力
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：红外焦平面器件是一个多层结构,包含外延衬底、HgCdTe芯片、Si读出电路、互连In柱、粘结胶以及引线基板等,由于各层材料之间的热膨胀系数不同导致焦平面器件在工作中承受很大的热应力,热应力是导致红外焦平面器件失效的重要因素之一。本文运用一维模型以及有限元分析方法对硅基HgCdTe320×240焦平面器件结构进行热应力分析,结果表明,改变Si衬底厚度、粘结胶的杨氏模量以及基板的热膨胀系数,都会不同程度地影响HgCdTe薄膜上的受力,其中基板的热膨胀系数对HgCdTe薄膜所受的应力影响最大。通过选用合适的基板可以有效降低HgCdTe薄膜所受的应力,从而降低器件失效率。
6.碲镉汞深微台面列阵干法隔离的轮廓研究
- 周文洪;叶振华;邢雯;胡晓宁;丁瑞军;何力
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文阐述了碲镉汞(HgCdTe)深微台面列阵干法隔离的轮廓研究的初步结果。采用诱导耦合等离子体(ICP)增强反应离子刻蚀(RIE)技术获得的HgCdTe深微台面列阵,在金刚刀解理后,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了其干法刻蚀图形的剖面轮廓。进一步研究了刻蚀时间和刻蚀槽开口宽度对刻蚀图形轮廓的影响,获得了一些有助于深微台面芯片工艺设计的实验结果。
7.背照式GaN/AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能
- 陈亮;游达;汤英文;乔辉;陈俊;赵德刚;张燕;李向阳;龚海梅
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文研究了p-GaN/i-GaN/n-Al0.3Ga0.7N异质结背照式p-i-n可见盲紫外探测器的制备与性能。器件的响应区域为310～365nm,最大响应率为0.046A/W,对应的内量子效率为19％,优值因子R0A达到1.77×108Ω·cm2,相应的在363nm处的探测率D*=2.6×1012cmHz1/2W-1。
8.材料结构对AlGaN基分布布拉格反射镜特性的影响
- 谢自力;韩平;施毅;郑有炓;张荣;刘斌;姬小利;李亮;修向前;江若琏;龚海梅;赵红
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文采用低压MOCVD技术生长了AlGaN/GaN、AlGaN/AlN等多种交替生长结构的半导体多层膜分布布拉格反射镜(DBR)。利用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等测量手段对材料的物理特性进行了分析表征。结果表明,材料结构对DBR的性能影响很大。通过材料的优化生长,获得了反射率高达93.5％、中心波长和发射率都接近理论值的AlGaN/AlN DBR材料。
9.碲镉汞pn结中少数载流子寿命的测量
- 崔昊杨;李志锋;全知觉;胡晓宁;叶振华;陆卫
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本研究采用改进的光致开路电压衰退方法测量了不同组分Hg1-xCdxTe光伏探测器中光生少数载流子寿命。激发光源为脉冲YAG激光泵浦的光学参量产生器/放大器形成的可调谐红外脉冲激光器。为了减小结电容和串联电阻的影响,引入稳态背景光照明。用存储示波器记录pn结两端开路状态下的电压变化。从指数衰退的曲线经拟合得到开路电压的衰退时间常数,认为其反映了碲镉汞pn结中光生载流子的寿命。实验结果表明：四种组分的探测器在液氮温度下其少数载流子寿命值范围在18～407ns之间。
10.氮化镓基薄膜材料的测试和评价
- 许金通;陈俊;朱龙源;李雪;李向阳;龚海梅
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：氮化镓基薄膜材料由于外延衬底与氮化镓基薄膜材料之间存在较大的晶格失配,因此氮化镓基薄膜材料,特别是铝镓氮薄膜材料的质量还需要有很大的提高。本文利用紫外可见透射光谱,电流电压特性曲线测试,以及二维透射扫描系统来评价氮化镓基薄膜材料。利用紫外可见透射光谱,可以得到材料的截止波长、吸收边以及在可见光波段的透射率,从而对材料的组分以及材料的异质结界面作出评价；利用简单的电流电压特性曲线测试可以对薄膜材料最表层的电导能力有所了解；而利用搭建的二维透射扫描系统则可以对材料均匀性进行量化的评价。通过以上这些非损伤性的测试评价手段,对氮化镓基薄膜材料的光学、电学以及均匀性等各方面的重要性能作出定性和半定量的评价,从而对薄膜材料生长以及后续的大面阵芯片制作提供极其重要的指导。
11.空间用紫外探测及AlGaN探测器的研究进展
- 张燕;李向阳;龚海梅;白云;陈亮;许金通;汤英文;游达;赵德刚;郭丽伟
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文介绍了与空间应用有关的紫外探测。首先,介绍了美、欧等西方国家在空间天文以及行星、卫星探测等方面多年来的紫外应用情况,包括卫星探测器上搭载的紫外有效载荷；然后,评述了目前在空间使用的紫外探测器状况,以及在未来的空间应用中极具发展潜力的AlGaN紫外探测器；最后,对AlGaN紫外焦平面探测器国内外近年来的研究进展进行了阐述。
12.从DSP与SBIRS空间预警系统看多色焦平面阵列的应用
- 倪国强;郝琦玮;张怀利;陈思颖
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：空间预警系统(SEWS)是美国弹道导弹战略防御体系(BMD)中不可缺少的组成部分,是一个高度集成、高精度的光机电一体化系统。本文以美国DSP和SBIRS空间预警系统为例进行分析,并根据多色红外焦平面的工作原理,探讨了多色红外焦平面器件在空间预警系统中的应用前景与可行性。DSP和SBIRS空间预警系统具有多波段(红外)的探测能力,其中2.7μm和4.3μm的波段探测采用不同材料的红外焦平面来完成,并具有相应的成像系统,这必然会提高系统的效率和结构的精简。文章以提高空间预警系统的效率为出发点,对采用多色红外焦平面替代多种单色焦平面完成多波段探测的可行性进行了论述。
13.碲镉汞As掺杂技术研究
- 巫艳;吴俊;魏青竹;陈路;于梅芳;王元樟;傅祥良;乔怡敏;何力
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：对于MBE原位掺杂,HgCdTe的N型掺杂比较容易,而P型掺杂相对来说难度比较大。作为掺杂杂质的As表现出两性掺杂行为,在富Te的条件下生长,As有很大的几率进入到阳离子位置处。而As必须进入Te位才能参与导电,表现为P型。本文采取多种方法,现已获得1016～1018cm-3掺杂水平的P型材料。在成功实现As的掺杂后,对激活退火进行了研究。结果发现,需要在汞压下经过高温退火,As原子才能占据Te位成为受主杂质。文章同时对As在碲镉汞中的扩散系数也进行了研究。
14.碲镉汞富汞热处理技术的研究
- 张传杰;杨建荣;吴俊;魏彦峰;何力
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文利用自行研制的垂直开管富汞热处理设备,研究了碲镉汞(HgCdTe)富汞热处理技术。经富汞条件下300℃热处理和后续的常规N型热处理,As掺杂的Hg1-xCdxTe分子束外延材料中的As原子已被激活成P型受主,As原子激活率同石英管封管热处理试验的结果基本一致。对包括3in Si基衬底在内的材料退火前后表面形貌进行的比较显示,样品表面形貌可得到很好的保护。研究结果表明,碲镉汞开管富汞热处理技术可用于第三代碲镉汞红外焦平面技术所需大面积多层掺杂异质外延材料的制备。
15.256×1线列InGaAs短波红外焦平面的研究
- 韩冰;中国科学院研究生院;吕衍秋;中国科学院研究生院;吴小利;中国科学院研究生院;李雪;龚海梅
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文利用分子束外延(MBE)方法生长的掺杂InGaAs吸收层PIN InP/InGaAs/InP双异质结外延材料,通过台面制作、硫化后覆盖聚酰亚胺钝化、电极生长等工艺,制作了台面构造的256×1正照射InGaAs探测器阵列，测试了器件的Ⅰ-Ⅴ特性与响应光谱,得出器件的暗电流Id、零偏压电阻R0、G因子;通过信号和噪声的测试,计算出了在278K时的平均峰值探测率为1.33×1012cmHz1/2W-1.256元InGaAs探测器阵列与CTIA结构L128读出电路相互连,经封装后成功制备256×1线列InGaAs短波红外焦平面,在室温(300K)时测得256元响应信号,其响应不均匀性为19.3％。
16.两种结构GaN基太阳盲紫外探测器
- 李雪;陈俊;何政;赵德刚;龚海梅;方家熊
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文分别在金属有机化学汽相沉积(MOCVD)生长的i-Al0.33Ga0.67N/AlN/n-GaN和p-Al0.45Ga0.55N/i-Al0.45Ga0.55N/n+-Al0.65Ga0.35N的异质结构上,成功研制了太阳盲区的肖特基型和PIN型紫外探测器。结果表明，Au与i-Al0.33Ga0.67N形成了较好的肖特基结,响应波长从250～290nm,峰值(286nm)响应率约为0.08A/W;PIN型紫外探测器的响应波长从230～275nm,峰值(246nm)响应率约为0.02A/W。
17.一种红外焦平面片上模数转换电路的设计
- 冯琪;黄鲁;李铁;白雪飞;丁瑞军
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文介绍了一种基于一阶Sigma-Delta(∑-△)过采样算法的红外焦平面片上模数转换电路的设计。片上模数转换电路是红外焦平面CMOS数字读出电路芯片的关键,需要综合考虑芯片的功耗、面积和速度要求来选择实现算法。文章首先回顾了红外焦平面片上模数转换电路的研究发展,然后阐述了一阶∑-△过采样ADC算法的原理,详细分析了实现算法的一种调制器电路结构和数字抽取滤波器结构,最后给出了一阶∑-△过采样ADC电路的仿真结果,显示精度10位,调制器模拟电路功耗约为15μW,并进行了误差分析。
18.长线列碲镉汞红外焦平面微型杜瓦的研究
- 王小坤;朱三根;龚海梅
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文针对长线列碲镉汞红外焦平面探测器封装的特点,讨论了分置式微型杜瓦研制的难点。在用于封装2000元碲镉汞焦平面芯片的分置式微型杜瓦研制中,详细阐明了一种焦平面芯片其装载面为斜拉式支撑结构的设计,实现了探测器外引功能线的布线优化及其输出引线工艺改进,并提出了一种大尺寸高气密光学窗口的焊接方法等关键技术。通过这些关键技术的突破,成功研制出了2000元碲镉汞焦平面探测器杜瓦组件。
19.使用DSP/BIOS开发DM 642图像融合系统驱动程序
- 王强;倪国强;李江涛;宋亚军
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：本文了在自主研制的TMS320DM642图像融合系统平台上,使用实时多线程操作系统(DSP/BIOS)开发驱动程序和编写融合算法的方法和流程。综合运用了BIOS、CSL、BSL、DDK、RF5、XDIAS等技术编写设备驱动程序,使用标准的类/微型驱动程序模型开发新的视频驱动程序,实现了软件开发的模块化和层次化。在此基础上编写了图像融合程序,总结了CCS编程中使用的各项优化技术。与传统软件开发比较,基于DSP/BIOS的DSP驱动程序缩短了开发时间,增加了代码的兼容性、继承性和可移植性。
20.图像融合系统中多分辨实时处理策略的研究
- 卢蓉;高昆;倪国强;李勇量
- 《第二届全国先进焦平面技术研讨会》 | 2006年
摘要：多分辨分析在像素级图像融合算法中具有良好的融合效果。本文以Laplacian金字塔多分辨算法为例,详细分析了该算法的可行性和实施的复杂度。在基于TMS320C64x高速定点DSP的像素级双通道图像融合系统中,提出了利用DSPEMIF口的EDMA功能实现的同步双缓冲策略,对图像数据的吞吐、分派与运算的块并行处理进行控制,并对算法的浮点转定点、卷积等密集性运算进行了优化,从而实现了对8位512×512的双通道灰度图像25帧/s的多分辨实时融合。结果表明,该实时处理策略也同样适用于其它的像素级多分辨图像处理系统。