一种更小像元尺寸的新型非制冷红外探测器

• 作者: Haruyoshi Katayama Koji Kato Masahiko Sano Masaru Miyoshi Munetaka Ueno Seiji Kurashina Shigeru Tohyama Tadashi Ima2 Takao Yamazaki Tokuhito Sasaki Tsutomu Endoh
• 来源期刊: 云光技术
• 学科: 工学
• 关键词: 非制冷 红外探测器 像元间距 测辐射热计 焦平面
• 年，卷（期）: ygjs_2015,（1）
• 页码范围: 41-52
• 页数: 12页
• 分类号: TN215

摘要

成功展示了一种像元间距23．5μm的非制冷红外（IR）焦平面（FPA），在热相法、安全摄像机等领域有广泛的商业应用。非制冷IRFPA的一个关键议题是减小像元间距，因为像元间距的大小决定了FPA的总体尺寸，最终也就确定了红外摄像产品的成本。本文提出了一种新的像元结构，光阑和悬梁放置在不同层上，实现了一种像元间距更小（≤17μm）的非制冷红外焦平面。上层包括了带有VOx测辐射热计和红外吸收层的光阑。下层包括两个悬梁，设计为放在相邻像元上。12μm、15μm、17μm间距这种像元结构测试器件已经制作于si读出集成电路（ROIC）上，这种读出电路适用于23．5μm间距的QVGA（quarter video graphics array）（320×240）其性能基本等同于23．5μm间距的红外焦平面。例如，对于热时间常数为14．5ms的F／1光学来说，12μm像元的噪声等效温差为63．1mK。所以，对于现有的23．5μm的红外焦平面，这种新提出的结构是有效的，在红外灵敏度方面有改进。接下来，双层悬梁的先进像元结构柏．展示了其可行性。