量子阱640×480红外探测器用idca组件的研制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com低温与超导低温技术Cryo．&Supereond．第36卷第6期CryogenicsV01．36No．6量子阱640X480红外探测器用IDCA组件的研制朱魁章，仰叶(中国电子科技集团公司第十六研究所，合肥230043)摘要：描述了量子阱640×480低温红外探测器用IDCA组件的研制和集成，包括斯特林制冷机的选择、杜瓦的设计、芯片封装和组件的试验结果与分析，组件可靠性设计，给出了量子阱640×480用IDCA组件的主要性能参数。关键词：热工学；制冷；集成制冷机；红外探测器；杜瓦；IDCA；量子阱640x480De

2、velopmentofquantumwell640X480infareddetectorforIDCAZhukuizhang，YangYe(The16thInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Hefei230043，China)Abstract：Thepaperdescribestheintegrationofquantumwel640×480infareddetector—dewarandStirlingcryocooler．Thecontentmainlyincludes：choiceof

3、Stirlingcryocooler，designofthedewar，encapsulationofthechip，dataandanalysisaboutIDEA’8experimentsanddesignofIDCA’Sreliability．Thepaperalsodefinesthecapabilityparameterofthesubassembly．Keywords：Pymlogy，Refrigeration，Stirlingcryocooler，Infareddetector，Dewar，IDCA(IntegratedDewarCoolerAss

4、em—bly)。Quantumwell64O×4801引言A1GaAs量子阱材料制备了峰值波长8．3、探测率为1．6X10的红外探测器，由此掀起了对量子阱红外探测器的研究热潮，不断向大面阵、高量子阱红外焦平面器件是二十世纪80年代温、双色和多色方向发展。目前，中等规模的320先进的薄膜生长技术和微电子技术相结合的产X240和全电视制式的640X480单色和双色焦物，利用薄膜生长技术MBE、MOCVD交替生长作平面器件在美国、德国和法国等发达国家都已经为势阱层的GaAs材料和势垒层的A1GaAs材料，产品化，以美国NASA／ARL联合研制的大面阵通过改变量子阱宽度

5、和势垒高度对带隙宽度进行1024X1024焦平面和NASA／JPL研制的640×人工剪裁，从而可以方便地获得6—20响应的512四色焦平面代表了当今最高研究水平。现在量子阱红外探测器。在当前的大面阵红外探测器GaAs材料工艺已经很成熟，利用该工艺可以实现件中量子阱与传统的HgCdTe红外探测器相比具大面阵量子阱红外器件，而且成品率可以大幅度有以下优点：(1)波长连续可调。通过调解量子提高，器件成本大幅度降低。除了用于国防装备阱宽度和势垒高度可以方便获得3—20的响外，还可以广泛用于消防安全、电力输送、矿山安应，尤其在大于14的超长波领域。(2)GaAs材全、医疗

6、诊断等国民经济各个领域。文章介绍了料生长和器件制备技术成熟，可以获得大面积、均量子阱640X480红外探测器、杜瓦和斯特林制冷匀性好、低成本、高性能的大面阵量子阱红外焦平机集成组件——IDCA组件的研制和试验结果。面。(3)光谱响应带宽窄，可控制在1，不同波段之间的光学串音小。因此，特别适宜制备双色、2制冷机的选择多色焦平面器件。(4)抗辐射，特别适宜天基红外探测及其应用。为了组件结构紧凑，选用旋转式集成斯特林自15年前的B．F．Levine第一个应用GaAs／制冷机，制冷机的冷量是根据器件工作时产生的收稿日期：2008—06—16作者简介：朱魁章(1962一)

7、，男，高级工程师，主要从事低温制冷与真空技术的研究。维普资讯http://www.cqvip.com第6期低温技术Cryogenics·5·热量与杜瓦的静态热负载之和来确定。杜瓦的静(3)残余气体漏热态热负载包括固体漏热、辐射漏热和残余气体漏杜瓦残余气体漏热与真空夹层内残余气体的热，计算的环境温度为23℃，计算结果如下：压强有关。为了保证窗口不起雾，杜瓦真空的中(1)固体漏热止压强设计为P≤10‘‘Pa(7．5×10mmHg)。量子阱640×480红外探测器采用集成杜瓦，残余气体分子的平均自由程：制冷机的冷指就是集成杜瓦的内胆，固体漏热包括冷指和信号引线两部分的

8、固体漏热。8．6×l××