320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器

金巨鹏; 刘丹; 王建新; 吴云; 曹菊英; 曹妩媚; 林春

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320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器

金巨鹏, 刘丹, 王建新, 吴云, 曹菊英, 曹妩媚, 林春

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金巨鹏, 刘丹, 王建新, 吴云, 曹菊英, 曹妩媚, 林春. 320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(4): 833-837.

引用本文:

金巨鹏, 刘丹, 王建新, 吴云, 曹菊英, 曹妩媚, 林春. 320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(4): 833-837.

Jin Jupeng, Liu Dan, Wang Jianxin, Wu Yun, Cao Juying, Cao Wumei, Lin Chun. 320×256 GaAs/AlGaAs long-wavelength quantum well infrared photodetector focal plane array[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4): 833-837.

Citation:

Jin Jupeng, Liu Dan, Wang Jianxin, Wu Yun, Cao Juying, Cao Wumei, Lin Chun. 320×256 GaAs/AlGaAs long-wavelength quantum well infrared photodetector focal plane array[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4): 833-837.

320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器

1.
中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083

320×256 GaAs/AlGaAs long-wavelength quantum well infrared photodetector focal plane array

1.
Key Laboratory of Infrared Imaging Materials and Detectors,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China

摘要: 量子阱红外探测器(Quantum well infrared photodetector, QWIP)已经经历了20多年的深入研究，各种QWIP器件，包括量子阱红外探测器焦平面阵列(FPA)的研制也已经相当成熟。但是在国内，受制于整体工业水平， QWIP焦平面阵列器件的研制仍然处于起步阶段。研制了基于GaAs/ AlxGa1-xAs 材料、峰值响应波长为9.9 m的长波320256 n型QWIP焦平面阵列器件，其像元中心距25 m, 光敏元面积为22 m22 m。GaAs衬底减薄后的QWIP焦平面阵列，与Si基CMOS读出电路(ROIC)通过铟柱倒焊互连，并且在65 K工作温度下进行了室温环境目标成像。该焦平面器件的规模和成像质量相比之前国内报道的结果都有较大提高。焦平面平均峰值探测率达1.51010 cmHz1/2/W。
- 量子阱红外探测器 /
- GaAs/ AlGaAs /
- 焦平面 /
- 红外热成像
Abstract: Quantum well infrared photodetector(QWIP) has been comprehensively and thoroughly studied for more than 20 years. The research and preparation of many kinds of QWIP devices including QWIP focal plane array(FPA) become quite mature. However, restrained by the whole domestic industrial development level, the research and fabrication of QWIP FPAs is still on relatively low level in home. We fabricated 320256 n-type QWIP FPA based on GaAs/ AlxGa1-xAs. The cutoff wavelength was 9.9 m, mesa center distance was 25 m and active sensitive area was 22 m22 m. After GaAs-substrate thinning, the QWIP FPA was flip-chip bonded to a silicon based CMOS read out integrated circuit(ROIC) by indium bump. Infrared images of targets at room temperature background were taken at 65 K operating temperature. The scale of the FPA and the quality of images were improved comparing with the former interior result. The mean peak detectivity of the FPA reached 1.51010 cmHz1/2/W.
- QWIP /
- GaAs/ AlGaAs /
- FPA /
- infrared imaging

[1]
[2]	Rogalski A. Quantum well photoconductors in infrared detector technology[J]. Journal of Applied Physics, 2003, 93(8): 4355-4391.
[3]	Levine B F, Malik R J, Walker J, et al. Strong 8.2 -m infrared intersubband absorption in doped GaAs/AlAs quantum-well wave-guides[J]. Applied Physics Letters, 1987, 50(5): 273-275.
[4]
[5]	Gunapala S D, Bandara S V, Liu J K, et al. 1 0241 024 pixel MWIR and LWIR QWIP focal plane arrays and 320256 MWIR: LWIR pixel colocated simultaneous dualband QWIP focal plane arrays[C]//SPIE, 2005, 5783.
[6]
[7]
[8]	Gunapala S D, Liu J K, Park J S, et al. 9 -m 256256 cutoff GaAs/AlxGa1-xAs quantum well infrared photodetector hand-held camera[J]. IEEE Transactions on Electron Device, 1997, 44(1): 51-57.
[9]	Tidrow M Z. Device physics and state-of-the?-art of quantum well infrared photodetectors and arrays[J]. Materials Science and Engineering, 2000, 74(1): 45-51.
[10]
[11]	Li Xianjie, Liu Yingbin, Feng Zhen, et al. 9 -m cutoff 128128 AlGaAs/GaAs quantum well infrared photodetector focal plane arrays[J]. Chinese Journal of Semiconductor, 2006, 27(8): 1355-1359.
[12]
[13]	Li Xianjie, Liu Yingbin, Feng Zhen, et al. AlGaAs/GaAs quantum well infrared photodetector focal plane array based on MOCVD technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(4): 435-438. (in Chinese).
[14]	李献杰, 刘英斌, 冯震, 等. 基于MOCVD技术的长波AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(4): 435-438.
[15]
[16]	Zhong Ming, Su Yanmei, Zhang Yanbing, et al. 160128 focal plane arrays of long wavelength GaAs/AlGaAs multiple quantum well infrared photodetector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(5): 702-704. (in Chinese)
[17]	Shi Yanli. 320256 GaAs/AlGaAs quantum well infrared photodetector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(1): 42-44, 101. (in Chinese)
[18]
[19]	种明, 苏艳梅, 张艳冰, 等. 160128元多量子阱长波红外焦平面探测器件研制[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(5): 702-704.
[20]	Schneider H, Liu H C. Quantum Well Infrared Photodetectors: Physics and Applications[M]. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 2007.
[21]
[22]	Liu Enke, Zhu Bingsheng, Luo Jinsheng. Semicoductor Physics[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2007. (in Chinese)
[23]
[24]	史衍丽. 320256 GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(1): 42-44, 101.
[25]
[26]
[27]
[28]	刘恩科, 朱秉升, 罗晋生. 半导体物理学[M]. 北京: 电子工业出版社, 2007.

[1]	宋林伟, 孔金丞, 赵鹏, 姜军, 李雄军, 方东, 杨超伟, 舒畅. Au掺杂碲镉汞长波探测器技术研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220655-1-20220655-8. doi: 10.3788/IRLA20220655
[2]	李建林, 刘卓林, 陈晓燕, 雷永畅, 董伟, 钱昆伦. 红外焦平面探测器杜瓦组件的热致破坏及其环境试验 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210337-1-20210337-10. doi: 10.3788/IRLA20210337
[3]	姚立斌, 陈楠, 胡窦明, 王英, 毛文彪, 钟昇佑, 张济清. 数字红外焦平面探测器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210995-1-20210995-11. doi: 10.3788/IRLA20210995
[4]	郑丽霞, 刘高龙, 吴金, 孙伟锋. 多功能红外焦平面读出电路设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220139-1-20220139-7. doi: 10.3788/IRLA20220139
[5]	于春蕾, 龚海梅, 李雪, 黄松垒, 杨波, 朱宪亮, 邵秀梅, 李淘, 顾溢. 2560×2048元短波红外InGaAs焦平面探测器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210941-1-20210941-10. doi: 10.3788/IRLA20210941
[6]	李志锋, 李倩, 景友亮, 周玉伟, 周靖, 陈平平, 周孝好, 李宁, 陈效双, 陆卫. 等离激元微腔耦合长波红外量子阱高消光比偏振探测器（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211006-1-20211006-10. doi: 10.3788/IRLA20211006
[7]	刘畅, 王健, 左璇, 熊大元. 局域光场增强的量子阱红外探测器（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211009-1-20211009-12. doi: 10.3788/IRLA20211009
[8]	李向阳, 李宁, 许金通, 储开慧, 徐国庆, 王玲, 张燕, 朱龙源, 王继强, 陆卫. GaAs/AlGaAs量子阱长波10.55 μm红外焦平面探测器 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0103008-0103008(6). doi: 10.3788/IRLA202049.0103008
[9]	李雪, 邵秀梅, 李淘, 程吉凤, 黄张成, 黄松垒, 杨波, 顾溢, 马英杰, 龚海梅, 方家熊. 短波红外InGaAs焦平面探测器研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(1): 0103006-0103006(8). doi: 10.3788/IRLA202049.0103006
[10]	周旭昌, 李东升, 木迎春, 铁筱滢, 王晓娟, 陈卫业. 640×512偏振长波量子阱红外焦平面探测器研制 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 104004-0104004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0104004
[11]	张达, 李巍. 高集成度多光谱TDI CCD焦平面系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1018006-1018006(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1018006
[12]	毛羽丰, 李运泽, 王晶, 姜利祥, 魏传峰. 基于红外热成像的热流分布测量技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 804001-0804001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0804001
[13]	李东升, 周旭昌, 王博, 木迎春. 中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1681-1685.
[14]	胡小英, 刘卫国, 段存丽, 蔡长龙, 牛小玲. 势垒高度对GaAs/Al_xGa_1-xAs QWIP光谱特性的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2995-2999.
[15]	陶胜杰, 杨正伟, 田干, 张炜. 基于数字功率控制的红外锁相激励技术 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2057-2063.
[16]	胡小英, 刘卫国, 段存丽, 蔡长龙, 关晓. GaAs/Al_0.3Ga_0.7As 量子阱红外探测器光谱特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2305-2308.
[17]	胡小英, 刘卫国, 段存丽, 蔡长龙, 韩军, 刘钧. GaAs/Al_0.3Ga_0.7As QWIP 暗电流特性HRTEM 研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3057-3060.
[18]	侯治锦, 司俊杰, 王巍, 吕衍秋, 王锦春, 陈湘伟. 光导PbS 焦平面探测器制备中负载电阻的选取 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2793-2797.
[19]	周州, 耿红艳, 刘杰涛, 许斌宗, 胡海峰, 宋国峰, 徐云. 量子阱红外探测器双面金属光栅设计优化 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1375-1379.
[20]	张达. 模块化机载可见近红外焦平面系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2471-2476.

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320×256 GaAs/AlGaAs长波红外量子阱焦平面探测器

1. 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083

关键词:

摘要: 量子阱红外探测器(Quantum well infrared photodetector, QWIP)已经经历了20多年的深入研究，各种QWIP器件，包括量子阱红外探测器焦平面阵列(FPA)的研制也已经相当成熟。但是在国内，受制于整体工业水平， QWIP焦平面阵列器件的研制仍然处于起步阶段。研制了基于GaAs/ AlxGa1-xAs 材料、峰值响应波长为9.9 m的长波320256 n型QWIP焦平面阵列器件，其像元中心距25 m, 光敏元面积为22 m22 m。GaAs衬底减薄后的QWIP焦平面阵列，与Si基CMOS读出电路(ROIC)通过铟柱倒焊互连，并且在65 K工作温度下进行了室温环境目标成像。该焦平面器件的规模和成像质量相比之前国内报道的结果都有较大提高。焦平面平均峰值探测率达1.51010 cmHz1/2/W。