焦平面阵列(FPA)杂化量子阱红外探测器(QWIPs)薄到膜水平正在发展中。所讨论的发展中的qwip是利用结合到准结合吸收的那种,例如,在紧接本文的“结合到准结合量子阱红外光电探测器”中所描述的。目前的发展包括薄阵列的设计和制造方法。

GaAs衬底在初始制造期间支持QWIP FPA。基片被一系列的工艺除去,只留下QWIP FPA在蚀刻停止层上。

以前开发的未减薄和部分减薄的QWIP FPA混合器件的特点是像素间的串扰、FPA混合器件和相关的读出多路复用器之间的热不匹配以及较差的光耦合效率。改进后的QWIP FPAs克服了这些不足,并在性能上提供了其他改进,如下所示:

  • fpa的热质量是如此之小,以至于它们适应了Si CMOS(互补金属氧化物/半导体)读出多路复用器的热膨胀和收缩系数。
  • 变薄产生的更有利的纵横比最大限度地提高了随机反射镜的光耦合效率。
  • 像素间的串扰被抑制,因为细化后,剩余的衬底厚度太小,无法支持明显的串扰。

在300-Å-thick铝层上制备了一种QWIP FPA0.3遗传算法0.7因此,在相对较厚的(几百微米)砷化镓衬底上沉积了碳纳米管。然后通过去除铝基板形成薄的QWIP FPA0.3遗传算法0.7作为层在以下过程的顺序:

  1. 通过铟碰撞键合形成QWIP FPA杂化。该混合电路由QWIP FPA和Si CMOS读出多路复用器组成。
  2. 混合料用低粘度环氧树脂填充。
  3. 通过机械研磨和磨料抛光,底面的大部分厚度被去除,只留下100µm的基材厚度。
  4. 用1份溴和100份甲醇的溶液进行化学抛光,除去剩下的75µm。
  5. 接下来的20 μ m厚度用5份H的溶液在8分钟的湿化学蚀刻中去除2所以4, 40个H2O2, 100个H2O。
  6. 在CCl形成的等离子体中,通过干式蚀刻去除衬底厚度的剩余5µm2F2气体。美联0.3遗传算法0.7As层在这个过程中起到了腐蚀停止层的作用,因为等离子体腐蚀GaAs衬底材料的速度比腐蚀Al快得多0.3遗传算法0.7作为。
  7. 一个阿2等离子体用于去除CCl后残留的灰色薄膜2F2等离子蚀刻。

这项工作是由加州理工学院的Sarath Gunapala, John K. Liu和Mani Sundaram完成的NASA的喷气推进实验室。根据公法96-517,承包商选择保留这项发明的所有权。如欲查询其商业使用权,请寄

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制造薄QWIP阵列以提高性能

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这篇文章首次发表在1998年9月号的NASA技yabovip16.com术简介杂志。

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