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盲元作为红外焦平面可靠性分析手段的探讨

郝立超 黄爱波 赖灿雄 陈星 陈辉 郝明明 路国光 黄云 恩云飞

郝立超, 黄爱波, 赖灿雄, 陈星, 陈辉, 郝明明, 路国光, 黄云, 恩云飞. 盲元作为红外焦平面可靠性分析手段的探讨[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504004-0504004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0504004
引用本文: 郝立超, 黄爱波, 赖灿雄, 陈星, 陈辉, 郝明明, 路国光, 黄云, 恩云飞. 盲元作为红外焦平面可靠性分析手段的探讨[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504004-0504004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0504004
Hao Lichao, Huang Aibo, Lai Canxiong, Chen Xing, Chen Hui, Hao Mingming, Lu Guoguang, Huang Yun, En Yunfei. Discussion of reliability analysis on IRFPAs by bad pixel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 504004-0504004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0504004
Citation: Hao Lichao, Huang Aibo, Lai Canxiong, Chen Xing, Chen Hui, Hao Mingming, Lu Guoguang, Huang Yun, En Yunfei. Discussion of reliability analysis on IRFPAs by bad pixel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 504004-0504004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0504004

盲元作为红外焦平面可靠性分析手段的探讨

doi: 10.3788/IRLA201645.0504004
详细信息
    作者简介:

    郝立超(1986-),男,工程师,博士,主要从事红外焦平面器件可靠性方面的研究。Email:hao_li_chao@163.com

    通讯作者: 黄爱波(1984-),男,工程师,硕士,主要从事红外焦平面设计、测试及筛选等方面的研究。Email:hab-888@163.com
  • 中图分类号: TN215

Discussion of reliability analysis on IRFPAs by bad pixel

  • 摘要: 红外焦平面器件广泛应用于国防安全、空间探测、环境监测、工业控制等各个领域,但是由于量少价高的特点,可靠性成为其技术发展的主要瓶颈之一。盲元是红外焦平面的失效像元,是对器件工作特性的反映,因此,可以用作可靠性评价和失效分析手段的重要参数。以出厂时间为界,将盲元分为初始盲元和使用盲元,并分析了其类型、性质、数量、位置及分布等方面的特征。根据红外焦平面器件结构特点,从探测器、互联铟柱和读出电路三个方面分析了盲元形成原因,全面探讨了盲元分析在研究器件损伤应力、失效位置、损伤机理上的应用,以及准确评价器件性能和提高盲元剔除精度的可行性,为器件结构的优化和工艺的改进提供了支撑。
  • [1] Fan Jinxiang, Yang Jianyu. Development trends of infrared imaging detecting technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(12): 3145-3153. (in Chinese)范晋祥, 杨建宇. 红外成像探测技术发展趋势分析[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(12): 3145-3153.
    [2] Hao Lichao, Ding Ruijun, Zhang Junling, et al. A high-performance readout circuit (ROIC) for VLWIR FPAs with novel current mode background suppression[C]//IEEE ICMIC, 2012: 869-873.
    [3] Lai Canxiong, Yang Shaohua, Lu Guoguang. Failure analysis of integrated detector Dewar cryocooler assembly[C]//2013 International Conference on Quality, Reliability, Risk, Maintenance, and Safety Engineering (QR2MSE), 2013: 935-938.
    [4] Su Yuhui, Gong Xiaoxia, Lei Shengqiong, et al. Discussion of reliability evaluation on infrared photovoltaic detector by noise[J]. Infrared Technology, 2009, 31(9): 509-512. (in Chinese)苏玉辉, 龚晓霞, 雷胜琼, 等. 噪声作为红外探测器可靠性评价的探讨[J]. 红外技术, 2009, 31(9): 509-512.
    [5] Norton P. HgCdTe infrared detector[J]. Opto-Electronics Review, 2002, 10(3): 159-174.
    [6] Chen Baoguo, Fan Yangyu, Wang Wei. Research on relations among defective element criterions of IRFPA[J]. Laser and Infrared, 2013, 43(2): 186-189. (in Chinese)陈宝国, 樊养余, 王巍. 红外焦平面阵列盲元判据的相关性研究[J]. 激光与红外, 2013, 43(2): 186-189.
    [7] Chen Xing, He Kai, Wang Jianxin, et al. Thermal cycling reliability of linear HgCgTe infrared detectors[J]. J Infrared Millim Waves, 2014, 33(4): 369-374. (in Chinese)陈星, 何凯, 王建新等. 碲镉汞线列红外探测器模块温度循环的可靠性[J]. 红外与毫米波, 2014, 33(4): 369-374.
    [8] Li Xue, Shao Xiumei, Tang Hengjing, et al. Inoperable pixels of 2561 element linear InGaAs near-infrared focal plane arrays[J]. J Infrared Millim Waves, 2011, 30(5): 409-411. (in Chinese)李雪, 邵秀梅, 唐恒敬, 等. 近红外2561元InGaAs焦平面探测器无效像元研究[J]. 红外与毫米波学报, 2011, 30(5): 409-411.
    [9] Zhang Liwen, Shao Ming, Zhang Xiaoling, et al. Three-dimensional modeling and simulation of large-format hybrid indium antimonide detector arrays[J]. Optical Engineering, 2013, 52(10): 103110-1-103110-7.
    [10] Wang Wei, Fan Yangyu, Si Junjie, et al. Types and determination of bad pixels in IRFPA[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(9): 2261-2264. (in Chinese)王巍, 樊养余, 司俊杰, 等. 红外焦平面阵列盲元类型与判别[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(9): 2261-2264.
    [11] Chen Xing. Research on the related technology of HgCdTe infrared focal plane detector reliability[D]. Beijing: University of Chinese Academy of Sciences, 2014: 48-86. (in Chinese)陈星. 碲镉汞红外焦平面探测器可靠性相关技术研究[D].北京: 中国科学院大学, 2014:48-86.
    [12] Rogalski A. Material considerations for third generation infrared photon detectors[J]. Infrared Physics and Technology, 2007, 50: 240-252.
    [13] Stephen P Tobin. Thermal cycling-induced changes in excess dark current in very long-wavelength HgCdTe photodiodes at low temperature[J]. Journal of Electronic Materials, 2006, 35: 1411-1415.
    [14] Huang Xi, Zhang Jianqi, Liu Delian. Algorithm of blind pixels adaptive detection and compensation for infrared image[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(2): 370-376. (in Chinese)黄曦, 张建奇, 刘德连. 红外图像盲元自适应检测及补偿算法[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(2): 370-376.
    [15] Dierickx B, Meynants G. Missing pixel correction algorithm for image sensors[C]//SPIE, 1998, 3410: 200-203.
  • [1] 朱伟鸿, 汪洋, 王栎皓, 刘艺晨, 武震宇.  卫星激光通信MEMS快速反射镜可靠性研究进展 . 红外与激光工程, 2023, 52(9): 20230179-1-20230179-13. doi: 10.3788/IRLA20230179
    [2] 张应旭, 陈虓, 李立华, 赵鹏, 赵俊, 班雪峰, 李红福, 龚晓丹, 孔金丞, 郭建华, 李雄军.  碲镉汞线性雪崩焦平面器件评价及其应用(特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220698-1-20220698-12. doi: 10.3788/IRLA20220698
    [3] 荆根强, 段发阶, 彭璐.  在役光纤应变监测系统性能的在线评价方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210259-1-20210259-8. doi: 10.3788/IRLA20210259
    [4] 陈楠, 张济清, 毛文彪, 李雄军, 宋林伟, 高玲, 姚立斌.  大动态范围、高灵敏度红外焦平面数字像元读出电路技术(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210821-1-20210821-11. doi: 10.3788/IRLA20210821
    [5] 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
    [6] 李建林, 谢刚, 刘炼, 陈晓燕, 董伟, 雷永畅.  碲镉汞焦平面阵列无效像元(盲元)特征与成因 . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200202-1-20200202-12. doi: 10.3788/IRLA20200202
    [7] 朱双双, 吴洋, 邹鹏, 崔珊珊, 胡强, 刘振海, 裘桢炜, 洪津.  星载红外探测器组件环境适应性分析与性能优选 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0204001-0204001. doi: 10.3788/IRLA202049.0204001
    [8] 刘宇哲, 张新宇, 张群, 杨勇, 彭慧莲, 杨自鹏.  空间相机次镜调整机构的性能评价及参数优化 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1214004-1214004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1214004
    [9] 聂志强, 王明培, 孙玉博, 李小宁, 吴迪.  基于韦布尔分布和对数正态分布的高功率半导体激光器寿命估计和失效分析研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 64-71. doi: 10.3788/IRLA201948.S105003
    [10] 李建林, 张绍裕, 孙娟, 谢刚, 周嘉鼎, 马颖婷.  热应力加速试验评定碲镉汞焦平面阵列像元储存寿命 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1004003-1004003(9). doi: 10.3788/IRLA201948.1004003
    [11] 张旭, 金伟其, 李力, 王霞, 秦超.  天然气泄漏被动式红外成像检测技术及系统性能评价研究进展 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 47-59. doi: 10.3788/IRLA201948.S204001
    [12] 张瞳, 林春, 陈洪雷, 周松敏.  基于多方向小波提升IRFPA盲元检测精度方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 204001-0204001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0204001
    [13] 马腾, 苏丹丹, 周航, 郑齐文, 崔江维, 魏莹, 余学峰, 郭旗.  γ射线辐照对130 nm部分耗尽SOI MOS器件栅氧经时击穿可靠性的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 920006-0920006(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0920006
    [14] 彭勃, 张普, 陈天奇, 赵崟岑, 吴的海, 刘晖.  高功率半导体激光器互连界面可靠性研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105002-1105002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1105002
    [15] 李建林, 李惟夏, 徐世春.  非蒸散型吸气剂维持红外焦平面探测器杜瓦组件工作真空度的性能与应用 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1004001-1004001(9). doi: 10.3788/IRLA201847.1004001
    [16] 王洋, 鲁星, 孟超, 刘俊明, 邝永变, 孟庆端, 朱旭波, 司俊杰.  InSb焦平面探测器高低温循环特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3701-3706.
    [17] 李建林, 刘湘云, 朱颖峰, 孙娟.  红外焦平面探测器杜瓦组件真空失效及其检测方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2874-2879.
    [18] 严飞, 侯晴宇.  基于多元统计特性异常的盲元检测算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 454-457.
    [19] 闵超波, 张俊举, 常本康, 孙斌, 李英杰.  采用边界评价的红外视频运动目标时空域分割方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2636-2641.
    [20] 崔建平, 王吉晖, 金伟其, 白廷柱, 高稚允.  焦平面热成像系统离散采样性能评价方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 1973-1978,2007.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-05
  • 修回日期:  2015-10-03
  • 刊出日期:  2016-05-25

盲元作为红外焦平面可靠性分析手段的探讨

doi: 10.3788/IRLA201645.0504004
    作者简介:

    郝立超(1986-),男,工程师,博士,主要从事红外焦平面器件可靠性方面的研究。Email:hao_li_chao@163.com

    通讯作者: 黄爱波(1984-),男,工程师,硕士,主要从事红外焦平面设计、测试及筛选等方面的研究。Email:hab-888@163.com
  • 中图分类号: TN215

摘要: 红外焦平面器件广泛应用于国防安全、空间探测、环境监测、工业控制等各个领域,但是由于量少价高的特点,可靠性成为其技术发展的主要瓶颈之一。盲元是红外焦平面的失效像元,是对器件工作特性的反映,因此,可以用作可靠性评价和失效分析手段的重要参数。以出厂时间为界,将盲元分为初始盲元和使用盲元,并分析了其类型、性质、数量、位置及分布等方面的特征。根据红外焦平面器件结构特点,从探测器、互联铟柱和读出电路三个方面分析了盲元形成原因,全面探讨了盲元分析在研究器件损伤应力、失效位置、损伤机理上的应用,以及准确评价器件性能和提高盲元剔除精度的可行性,为器件结构的优化和工艺的改进提供了支撑。

English Abstract

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