用CMOS工艺方法制作的低成本非致冷红外探测器(上)

摘要：

本文介绍用标准的n阱CMOS工艺方法实现的两种低成本非致冷红外微测辐射热计探测器,并对它们的性能进行了比较.其中一种探测器基于悬置式n阱电阻器,它是用0.8μm的CMOS工艺方法制作的,其像元尺寸为80μm×80μm,占空因数为13%;另一种探测器基于悬置的p+激活/n阱二极管,这是用0.35μm的CMOS工艺方法制作的,其像元尺寸为40μm× 40μm,占空因数为44%.在CMOS制作之后,这些探测器用简单的整体微机械加工方法即可获得,无需任何复杂的平版印刷或者淀积工序.在20μA的偏置电流和80毫乇的真空条件下,测得的二极管型探测器的响应率(sR)为4970V/W,热时间常数为35.8ms,在带宽为4kHz时,测得的均方根噪声为0.52μV,结果其探测率(D*)为9.7 × 108cmHz1/2/W.与二极管型探测器相比,电阻器型n阱探测器在1.68V的偏压下能达到同样的直流响应率,但其自热却10倍于二极管型探测器.在带宽为4kHz时,这种探测器的均方根噪声为0.81μV,由此得出的探测率(D*)为8.9×108cmHz1/2/W.如果给电阻器型n阱探测器施加更高的偏压,其探测率还可提高,但其自热会更高.由于二极管型探测器在像元尺寸较小和所加偏压更低的情况下仍具有比较高的响应率,因此更适用于低成本大规格红外探测器列阵.

机标关键词：工艺方法、制作、成本、非致冷、红外探测器列阵、二极管、响应率、探测率、电阻器、占空因数、红外微测辐射热计、管型、均方根、尺寸、热时间常数、自热、真空条件、噪声、悬置、器型

分类号：TN2(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2005-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：33-39