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昆明物理研究所基于Au掺杂技术对碲镉汞器件暗电流控制方面的优势,先后研制出了Au掺杂碲镉汞256×256 (30 μm pitch)、640×512 (25 μm pitch)、640×512 (15 μm pitch)等规格型号的长波器件,性能与国外报道的器件水平相当,实现了非本征Au掺杂长波碲镉汞器件系列化发展,达到了批量化的生产水平。几种器件典型性能指标如表1所示。
Kunming Institute of Physics Sofradir MARS VENUS SCORPIO Format 256×256 640×512 640×512 1024×768 320×256 384×288 640×512 Pixel pitch/μm 30 25 15 10 30 25 15 Cut-off wavelength/μm 10.5 10.3 9.8 9.5 9.5 9.5 9.3 Operating temperature/K 77 77 77 70 80 80 80 FOV F2 F2 F2 F3 F2 F2 F2 NETD/mK 10.4 19.1 23.1 27.7 ≤19 ≤17 ≤22 Responsivity non-uniformity 3.87% 5.45% 4.82% 4.52% - - - Average peak detectivity 2.33×1011 1.86×1011 1.62×1011 3.45×1011 - - - Array operability 99.90% 99.90% 99.87% 99.79% ≥99.70% ≥99.50% ≥99.80% Table 1. Typical performance parameters of Au-doped LWIR HgCdTe detectors with different scale
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昆明物理研究所采用非本征Au掺杂技术研制出的长波30 μm中心距256×256规格器件,F数为2时,截止波长为10.5 μm (77 K)的器件平均峰值探测率大于2.0×1011 cm·Hz1/2·W−1,NETD小于11 mK,有效像元率达到99.9%以上,响应率非均匀性小于5%,典型器件性能参数见表1,如图6(a)为组件实物图,图6(b)为器件信号响应图,图6(c)为器件NETD分布图。
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采用非本征Au掺杂技术研制出的长波25 μm中心距640×512规格器件,当F数为2时,截止波长为10.3 μm (77 K)的器件平均峰值探测率大于1.8×1011 cm·Hz1/2·W−1,NETD小于20 mK,有效像元率达到99.7%以上,响应率非均匀性小于6%,典型器件性能参数如表1所示,图7(a)为组件实物图,图7(b)为器件信号响应图,图7(c)为器件NETD分布图。
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采用非本征Au掺杂技术研制出的长波15 μm中心距640×512规格器件,当F数为2时,截止波长为9.8 μm (77 K)的器件平均峰值探测率大于1.5×1011 cm·Hz1/2·W−1,NETD小于25 mK,有效像元率达到99.7%以上,响应率非均匀性小于5%,典型器件性能参数如表1所示,图8(a)为组件实物图,图8(b)为器件信号响应图,图8(c)为器件NETD分布图。
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采用非本征Au掺杂技术研制出的长波10 μm中心距1024×768规格器件,当F数为3时,截止波长为9.5 μm (70 K)的器件平均峰值探测率大于3.0×1011 cm·Hz1/2·W−1,NETD小于30 mK,有效像元率达到99.7%以上,响应率非均匀性小于5%,典型器件性能参数如表1所示,图9(a)为组件实物图,图9 (b)为器件信号响应图,图9 (c)为器件NETD分布图。
Research of Au-doped LWIR HgCdTe detector
doi: 10.3788/IRLA20220655
- Received Date: 2023-01-20
- Rev Recd Date: 2023-02-25
- Available Online: 2023-04-14
- Publish Date: 2023-04-25
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Key words:
- Au-doped /
- dark current /
- long wavelength IR (LWIR) /
- HgCdTe /
- focal plane arrays (FPAs)
Abstract: