非制冷热敏二极管型红外焦平面阵列电压温度系数的分析与优化

Qiang Zhang,Ruiwen Liu, Wenlong Lü,Ying Hou,Debo Wei,Chao Liu,Huiqiong Xue,Jianyu Fu,Weibing Wang

Micronanoelectronic Technology（2018）

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摘要

灵敏度是非制冷热敏二极管型红外焦平面阵列(IRFPA)的一项重要性能指标.二极管结构的电压温度系数(VTC)对灵敏度有很大的影响.分析了二极管结构的设计参数和工艺参数对其电压温度系数的影响,仿真结果表明二极管的串联个数和pn结结面积是两项重要因素.因此,设计出6个串联“阱”形pn结的二极管结构,并对具有该结构的热敏二极管型红外焦平面阵列进行了流片.测试结果表明,在10 μA正向偏置电流下,二极管结构的电压温度系数为8.2 mV/K,单个像素的灵敏度为19.1 μV/K.不同结面积结构的测试结果表明,增加结面积能有效提升二极管结构的电压温度系数和灵敏度.

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