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中航红外研制出1280×1024(25μm)InSb焦平面探测器
时间:2022.05.23

该探测器是基于中航红外多年积累的锑化铟前期128×128(50/30/15μm)、320×256(30/15μm)、640×512(25/15μm)、1280×1024(15/7.5μm)等焦平面探测器研究基础上,突破了大面积低应力焦平面探测器设计、拼接读出电路设计、3英寸InSb大阵列芯片制备等技术难题,是国内单片面积最大的1K×1K制冷型焦平面探测器。


表1 1280×1024(25μm)InSb红外探测器主要参数

    

高性能的制冷型红外探测器均采用化合物半导体材料,其中主要包括:HgCdTe、以InSb和InAs/GaSbT2SL为代表的锑化物半导体、量子阱探测器等。InSb探测器始于上世纪50年代,60年代研制出多元、线列探测器,80年代开始焦平面探测器的研制,至90年代即基本发展成熟,目前向着更小光敏元尺寸、更大阵列规模的方向发展。InSb具有量子效率高,稳定性好等特点,目前在军用中波红外探测器系统中占据主导地位。与HgCdTe相比,InSb焦平面阵列材料缺陷密度低,位错密度小;InSb材料不存在组分均匀性问题,晶元尺寸更大、均匀性更高,也无由此产生的探测器光谱及响应的不均匀性;InSb晶片是标准晶片,可实现芯片自动化生产,器件成本低、长期使用稳定性高,在系统应用中具有很强的竞争能力,据Maxtech分析,预计到2023年全球光子型红外探测器市场规模达到72亿美元,InSb探测器市场占有率第一。



                                                                                                                                            

                                                                                                 图1 光子型制冷红外探测器市场规模(左)和InSb市场占比(右)


InSb红外焦平面阵列按用途形成了不同的技术特点,低背景战略应用的InSb阵列特点为规模大、噪声低、工作温度低、帧频低;中、高背景战术应用的InSb阵列主要用于导弹制导和热成像,阵列特点为规模适度、电荷处理能力强、帧频高。与国外相比,国内锑化物红外探测器设计与制造技术上存在5至10年的差距,我国红外探测器的基础研究、产品开发和批生产此前基本上集中在国家支持的军工科研院所,研发体系不够完善,并且人力、物力投入与国外相比存在差距。近年来随着红外探测器领域的迅速发展,各科研院所、高校及民营公司纷纷参与进来加大投入

和研发力度,推动了我国红外探测器技术进一步发展。


中航红外混改成立后,通过转变体制机制,加大研发投入,产品开发速度快速提升,已经具备了InSb焦平面探测器系列产品研发生产能力,处于国内领先水平,同时也开发出了超晶格320×256中/短波、320×256中/中波、320×256/640×512高工作温度、320×256长波等探测器,逐渐投向市场,并通过融资将在上海临港新建一条数字化、自动化红外探测器生产线,年产焦平面探测器上万套,目标是打造成国际领先的制冷探测器制造商,成为锑化物焦平面探测器的领导者。


                                                                                                                                                                                      


                                                                               

                                                                               

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