红外探测器课件.ppt

* 4.3 IRFPA铟柱工艺 AR coating CdZnTe衬底 n-HgCdTe P-HgCdTe * 4.4 IRFPA倒装工艺 Si信号处理 n-HgCdTe AR coating CdZnTe衬底 P-HgCdTe * 第五章 对应工艺设备推荐 * 亚科红外工艺设备推荐 * * 薄膜和孔检测 电特性 Cascade探针台 几何特性 Bruker白光干涉仪、台阶仪、扫描电镜 光学及表面特性 Bruker白光干涉仪、荧光X射线测厚仪 形貌观察 白光干涉仪、X光机 成分分析 Bruker红外能谱仪 亚科红外工艺检测设备推荐 谢 谢! 马劲* * 红外探测工艺和应推荐设备的培训 * 第一章 红外探测器发展 * 红外材料和器件的发展决定了红外技术的发展水平。实现高性能和低成本的红外探测器技术，既是红外技术自身发展的必然，也是一个国家现代化军事和国民经济发展的需求 1.1研究红外的重要性 * 红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼无法之间观察。要观察这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转换成其他可测量的物理量。红外探测器就是通过光电转换把目标的红外辐射信号转换成可度量的电学信号，从而实现在夜间对目标热辐射信息的可视化。在此基础上，发展出了红外技术及其应用。就现代化战争而言，红外技术已经成为不可缺少的关键技术！ 1.2什么是红外探测器？ * 1.3红外材料及器件历史 红外材料与器件的发展相辅相成，每一种新材料的出现都极大的推动器件的发展，与此同时，材料品质的好坏也制约着器件的最佳性能。美、英、法等西方国家一直高度重视红外材料和探测器的发展，投入了大量的人力财力进行研究，并引领红外技术的发展。红外材料与器件的历史就是一部不断寻找、开发新材料、新器件技术的历史。 * 1800年，郝谢尔（F.W.Herschel）使用水银温度计在太阳光谱中发现了红外辐射的存在，这种水银温度计便是最原始的热敏型红外探测器。随后出现了热电偶、热电堆、测热辐射计。第二次世界大战使人吗认识到了红外技术在军事上的巨大潜力，开始重新重视发展红外技术，积极寻找新的材料和制作方法。先后涌现出硫化铅、硒化铅、锑化铟、碲镉汞、参杂硅、铂硅等红外体材料及对应的探测器 1.3红外材料及器件历史 * 随着红外探测器的发展及性能的提高，先后出现了，第一代、第二代和第三代红外探测器。与此对应，有第一代、第二代和第三代红外系统。 第一代像素规模小于100，对目标成像需要机械扫描。第二代红外探测器的像素元规模为10万左右，如320X256或384X288规格。第三代的规模达到1024X1024以上，另外，能够进行双色或多波段探测，在高温或非制冷条件下工作。 1.3红外材料及器件历史 * 随着半导体薄膜技术的发展，红外探测器材料获得了长足的发展。采用分子束外延（MBE）、有机化学气相沉积（MOCVD）等薄膜材料生长技术，实现了在不同衬底上外延生长大面积、均匀性好的高质量红外薄膜材料，客服红外体材料大面积生长困难、均匀性差等技术问题，使大面阵焦平面探测器技术成为可能，推动了第三代红外探测器的发展 1.3红外材料及器件历史 * 在不断涌现的红外探测材料中，碲镉汞（Hg1-xCdxTe）目前性能最好，也是被广泛应用的Ⅱ-Ⅵ族红外材料。它利用带间吸收，即电子从价带跃迁到导带吸收，具有极高的量子效率和灵敏度，器件工作波长由可见光到40um，堪称是业内最完美的红外探测材料，在国内汤定元所长（上海技物所）为碲镉汞红外探测奠定了理论与实践基础。 1.3红外材料及器件历史 * 红外辐射在空气传播中会发射反射、吸收和透射，特别是吸收会使得传播的能量受到损失。大气对红外辐射吸收较少的波段称之为“大气窗口”。 Atmosphere Windows 1-3 μm (SWIR) : 透射率大于80%， 3-5 μm (MWIR) :透射率60-70% 8-14 μm (LWIR) :透射率80% 1.4红外探测三个重要波段 * 第二章 红外探测器概述 * 2.1红外探测器的分类（按照工作模式） * 物理效应 光子效应 入射光子流与探测材料相互作用产生的光电效应，探测器吸收到光子后，直接引起原子或分子内部电子状态的改变。 光热效应 利用辐射热效应。 探测器吸收光辐射能量后，引起探测器元件温度上升，从而使探测元件的电学性质或其它物理性质发生变化。 光子效应对光波频率表现出选择性，其响应速度比较快，灵敏度高。 热效应对光波频率没有选择性，但光谱响应范围较宽且较平坦。 * 光子探测器的原理及相应的探测器分类 效应 相应的探测器