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第1章 先进焦平面技术的基本内涵1

1.1 红外成像探测器历史沿革和发展趋势1

1.2 先进焦平面技术框架3

1.2.1 先进焦平面技术内涵3

1.2.2 通过提高空间分辨率和探测灵敏度提高目标探测和识别距离5

1.2.3 通过多色、多谱段集成探测手段提高目标识别距离9

1.2.4 通过光信号传输、数字处理芯片手段提高集成化、智能化水平11

本章小结12

参考文献12

第2章 碲镉汞红外探测器数值设计方法13

2.1 概述13

2.2 碲镉汞红外探测器数值模拟和设计13

2.2.1 碲镉汞探测器基础14

2.2.2 碲镉汞红外探测器数值计算22

2.3 碲镉汞材料、芯片参数提取方法71

2.3.1 碲镉汞材料参数提取71

2.3.2 基于电学方法的碲镉汞芯片参数提取87

2.3.3 基于光电方法的碲镉汞芯片参数提取97

本章小结105

参考文献105

第3章 硅基碲化镉复合衬底技术以及碲镉汞外延技术111

3.1 概述111

3.2 硅基碲镉汞外延的若干基础模型112

3.2.1 硅基表面选择性生长的物理模型（表面As钝化的机理）112

3.2.2 硅基ZnTe/CdTe外延的原子分布模型118

3.2.3 碲镉汞材料中的As杂质形态123

3.2.4 p型掺杂的两性行为133

3.3 硅基碲镉汞分子束外延技术146

3.3.1 硅基ZnTe/CdTe缓冲层的分子束外延技术146

3.3.2 大面积硅基碲镉汞分子束外延技术155

3.3.3 碲镉汞分子束外延掺杂技术161

3.4 硅基碲镉汞液相外延技术174

3.4.1 硅基CdTe复合衬底的表面处理技术175

3.4.2 液相外延工艺的调整177

3.4.3 碲镉汞液相外延材料的基本性能179

3.4.4 存在问题及分析184

3.5 硅基碲镉汞材料的热应力分析186

3.5.1 硅基碲镉汞材料光谱特性的测量187

3.5.2 多层结构材料应力状态的理论分析189

本章小结193

参考文献194

第4章 铝镓氮外延技术204

4.1 概述204

4.2 氮化镓基材料的基本性质以及主要制备基础204

4.2.1 氮化镓基材料的基本性质以及在紫外探测器中的应用205

4.2.2 MOCVD外延生长系统以及在位监测方法206

4.3 铝镓氮材料MOCVD外延生长技术212

4.3.1 GaN缓冲层上的铝镓氮外延技术213

4.3.2 AlN缓冲层以及铝镓氮外延技术224

4.3.3 氮化镓材料的p型掺杂技术235

4.4 铝镓氮材料综合性能分析238

4.4.1 位错对GaN材料的光学、电学性质的影响238

4.4.2 AlGaN材料的Al组分测量与应变状态确定242

4.4.3 高Al组分AlGaN材料的组分均匀性245

4.4.4 AlGaN材料的氧化现象248

本章小结250

参考文献251

第5章 碲镉汞探测器芯片技术259

5.1 概述259

5.2 碲镉汞探测器芯片加工技术259

5.2.1 碲镉汞微台面列阵隔离技术260

5.2.2 微台面光刻技术296

5.2.3 微台面列阵的高质量侧壁钝化技术298

5.2.4 微台面列阵的金属化技术302

5.2.5 微台面列阵的铟柱制备与混成互连技术306

5.3 双色微台面探测芯片310

5.3.1 双色探测芯片结构的选型310

5.3.2 双色碲镉汞微台面探测器的制备312

5.4 硅基碲镉汞加工工艺技术315

5.4.1 硅基碲镉汞应力分析以及结构设计315

5.4.2 硅基碲镉汞3英寸晶圆的应力芯片低损伤加工技术319

本章小结322

参考文献324

第6章 铝镓氮焦平面探测器芯片技术328

6.1 概述328

6.2 铝镓氮p-i-n型日盲紫外探测器的响应模型及设计328

6.2.1 AlGaN薄膜材料的材料参数329

6.2.2 AlGaN异质结p-i-n探测器的响应模型及设计329

6.3 铝镓氮共振增强型紫外探测器336

6.3.1 共振增强型紫外探测器的基本结构336

6.3.2 共振增强型紫外探测器的设计与实验337

6.4 铝镓氮探测器芯片加工技术345

6.4.1 微台面形成技术345

6.4.2 芯片的钝化359

6.4.3 欧姆接触技术361

6.5 铝镓氮探测器的辐照效应383

6.5.1 质子辐照效应383

6.5.2 电子辐照效应385

6.5.3 γ辐照效应388

6.5.4 GaN基紫外探测器的抗辐照研究390

6.6 紫外焦平面组件的成像及其应用395

6.6.1 对氢氧焰灼烧的石英管的成像395

6.6.2 对上海市区某轻轨和高架路的可见盲紫外图像395

6.6.3 对室外远景物体的成像396

6.6.4 海洋溢油的航空紫外图像397

本章小结397

参考文献398

第7章 读出电路及焦平面测试技术405

7.1 概述405

7.2 读出电路基本概念和发展趋势405

7.3 双色读出电路技术407

7.3.1 常见的双色信号读出电路结构409

7.3.2 同时模式双色信号读出电路实现416

7.3.3 红外双色读出电路和紫外读出电路设计示例419

7.4 数字传输芯片技术429

7.4.1 焦平面数字化的框架430

7.4.2 焦平面片上ADC电路算法433

7.4.3 焦平面片上ADC电路设计实现439

7.5 焦平面测试技术473

7.5.1 红外焦平面参数测试473

7.5.2 紫外焦平面参数测试478

本章小结479

参考文献480

第8章 系统级芯片技术482

8.1 概述482

8.2 系统级封装的基本概念以及技术趋势482

8.2.1 SiP技术484

8.2.2 系统芯片的片上智能实时处理系统的实现途径487

8.3 焦平面数据无线光输出的基本概念与实现方法492

8.3.1 焦平面无线光输出的基本概念493

8.3.2 光输出方法概述494

8.3.3 串行红外数据通信技术496

8.4 焦平面非均匀性校正及其算法实现506

8.4.1 焦平面非均匀性校正的概述507

8.4.2 基于定标的焦平面非均匀性校正算法508

8.4.3 基于场景的焦平面非均匀性校正算法508

8.5 多波段数据融合的基本概念与算法实现525

8.5.1 多波段数据融合概述525

8.5.2 多波段图像融合先进算法526

8.5.3 基于DSP的多波段数据融合算法的实现557

8.5.4 基于FPGA的多波段数据融合算法的实时实现559

本章小结564

参考文献565