| 题名 | TDI红外焦平面探测器芯片结构与性能研究 |
| 作者 | 董美凤 |
| 答辩日期 | 2012-05-18 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张勤耀 |
| 关键词 | 碲镉汞 Tdi Lbic 电串音 测试 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 随着国防和民用对高分辨率红外探测应用系统的急迫需求，发展高性能的扫描型线列红外焦平面探测器成了关键技术。TDI探测技术是提高探测器信噪比的有效技术途径，是目前国内外扫描型焦平面器件的发展主流。对于任何一个成像器件，除信噪比这一关键指标之外，改善探测器的调制传递函数对于获取高分辨率红外图像至关重要。探测器调制传递函数影响分辨率的本质是光敏元之间的串音引起的成像器件调制传递函数的下降。事实上，这也是所有红外探测器的共性问题。相应项目中TDI焦平面芯片上光敏元特殊的排列结构使得TDI方向的光敏元之间的串音对器件性能起着决定性作用。本文对光敏元之间的串音与光敏元排列结构和光敏元P-N结设计面积的关系进行深入研究、综合分析，获得合适的设计参数，为提高探测器的性能提供试验依据。本论文的主要成果及意义：1) 利用激光诱导电流检测(LBIC)系统的测试结果计算了TDI红外平面结碲镉汞探测器芯片的光敏元有效面积扩大尺寸，同时发现光敏元设计尺寸较小，测试结果比实际情况偏大。其原因为光斑直径与光敏元之间的串音对LBIC测试结果产生很大影响，证明了LBIC系统可以定性测试光敏元间的串音。2) 针对TDI焦平面光敏元的排列结构，设计了不同的离子注入面积，利用串联大电阻法定量测试光敏元间的串音，并通过实际测试分析比较了不同尺寸光敏元之间电串音的大小关系。通过对串音、光电流的测量分析，得到较优化的芯片设计结构。3) 首次提出了利用背靠背测试方法分析芯片光敏元间表面与体内引起的漏电阻抗，从而评价钝化效果。利用背靠背光敏元IV测试证明相邻光敏元之间存在的漏电阻抗是线性电阻。4) 验证了3米长的测试线存在的分布电容对测试结果的影响，并且证明了分布电容对测试前期的影响是指数性的但是对后期测试数据的影响是一个稳定的常量。5) 搭建了一种微电流源电路，从而实现光敏元间电串音更准确的测试，该电路提供的注入电流稳定并且方便调节，注入电流量级可达1nA并且不随负载电阻变化而变化。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5356]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 董美凤. TDI红外焦平面探测器芯片结构与性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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