导读:本文包含了非制冷红外焦平面阵列论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:非制冷红外探测器,红外焦平面阵列,读出电路,等效像元电路
非制冷红外焦平面阵列论文文献综述
谭康[1]（2019）在《基于0.18μm工艺的非制冷红外焦平面阵列读出电路的研究》一文中研究指出红外探测器由于体积小,功耗低,实用性强等特点,已经广泛应用于工业控制、军事侦察和航空航天等高端领域;非制冷红外探测器的问世是红外探测领域的又一次革命性突破,迅速引起各国关注;探测器的两大核心结构:读出电路和感光像元阵列也成为研究非制冷红外探测器的两大出发点。制作出更小尺寸的像元,更大阵列的读出电路,更低成本,更高集成度的红外探测芯片是当前非制冷红外焦平面阵列的主要研究方向。本论文基于TSMC 0.18μm 1P6M工艺,设计出基于25 μmx25μm尺寸像元的384×288非制冷红外焦平面阵列读出电路,该电路主要包括对有效像元支路和盲像元支路的电流差进行积分放大的电容反馈互阻放大电路(CTIA)和对积分电压信号进行处理的采样保持,缓冲输出部分,以及在微机械系统(MEMS)像元制作完成前用于测试的等效像元电路。通过分析了MEMS像元红外探测器读出电路的工作原理,得到像元温升、电阻值变化、响应率和噪声等相关参数的解析表达式,设计出新型的等效像元电路,在像元制作完成前利用这种等效电路对读出电路的特性做前期测试,降低红外探测器制作成本。本论文设计了一种对差分电流进行积分放大的新型CTIA结构,在各个模块之间都设置了使能端,采用了动态功耗管理技术,从而降低系统功耗;另外,针对像元电阻提出新型的粗校准技术,消除有效像元在未受到红外辐射前因为外界环境或者工艺误差带来的系统偏差。同时,本课题读出电路所对应的像元尺寸为25μm×25μm,该读出电路同样适用于其它尺寸的像元电路。最后,在Cadence下对非制冷红外焦平面阵列的读出电路中各个模块进行了设计、仿真和分析,前端仿真结束后,再进行版图的设计。(本文来源于《天津工业大学》期刊2019-01-19）
张强,刘瑞文,吕文龙,侯影,魏德波[2]（2018）在《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（英文）》一文中研究指出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10μA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19.1μV/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。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2018年09期）
周同,何勇,赵健,姜波,苏岩[3]（2018）在《一种用于非制冷红外焦平面阵列的低噪声高均匀性读出电路（英文）》一文中研究指出提出了一种高均匀性低噪声的读出电路,该电路通过抑制非制冷红外焦平面阵列固定模式噪声,从而可实现高质量的红外图像.该电路前端采用了行共享的增益可控NMOS管抑制像元固定模式噪声,同时采用了新型的相关双采样电路抑制列固定模式噪声.在仿真基础上,采用了AMS 0.35μm CMOS工艺完成了16×16像元芯片的制备.对芯片的大量测试结果表明提出的读出电路可以有效地降低非制冷红外焦平面阵列的固定模式噪声,同时具有高均匀性的特点,适用于高性能非制冷红外探测器.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年03期）
吴世强[4]（2018）在《非制冷红外焦平面阵列信号读出电路设计与分析》一文中研究指出红外热成像技术是当今夜视技术的重要组成部分。非制冷红外成像仪凭借其体积小、重量轻、容易便携等优点已经成为当今红外热成像技术的发展重点。在物联网与计算机视觉蓬勃发展的今天,非制冷红外成像技术将会承担更多的目标探测功能。非制冷红外成像仪的核心部件为非制冷红外焦平面阵列及其读出电路,其中读出电路主要是完成焦平面像元电学特性变化的转换、放大、采样、输出等功能。根据非制冷红外热成像技术的基本原理,本文首先介绍了红外热成像理论,为读出电路的设计与分析提供理论基础。本文所提出的读出电路由偏置电路模块、CTIA积分放大模块、采样保持模块和时序控制模块组成。在对比了电压偏置与电流偏置两类偏置方式后,本文选择了线性范围更大的电流偏置方式作为读出电路的偏置电路。本文还分析了5种积分放大电路的优缺点和应用范围,最后选择了电容反馈跨阻放大器(CTIA)作为读出电路的积分放大模块。为了抑制读出电路输出信号所含有的低频噪声,本文采用了基于相关双采样策略的采样保持电路。最后通过仿真验证了此读出电路的可行性。本文还对所设计的读出电路进行噪声分析。在改变偏置电流大小、积分时间长短的情况下分析了系统性能。为实际工程中电路相关参数的选择提供了理论基础,针对实际系统的帧率、输出强度、温度分辨率选择合理的电路参数。本文对非制冷红外焦平面阵列像元响应的非均匀性进行了分析,介绍了两类常用的校正方法,并提出了基于偏置电流的非制冷焦平面非均匀性校正方法,完成对像元初始阻值和吸收效率差异的校正。对校正方法进行了仿真验证。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
姜波[5]（2017）在《基于硅锗/硅多量子阱材料的非制冷红外焦平面阵列研究》一文中研究指出8-14μm是常温环境下红外辐射的主要波段,是人类视觉在可见光波段的延伸。随着MEMS技术的发展,自上个世纪九十年代起,非制冷红外焦平面阵列探测器得到了迅速的发展。从最早的氧化钒材料到2000年前后法国ULIS公司推出的非晶硅材料,作为非制冷红外焦平面阵列热敏材料都取得了巨大的成功。2006年,新型半导体材料作为热敏材料的技术路线被提出。凭借材料本身较高的电阻温度系数和较低的噪声,以及与半导体生产线兼容的前景受到了重视。本文以新型半导体热敏材料研究现状为背景,以设计并制备高性能(体现在电阻温度系数,热稳态响应和噪声等效温差叁个技术指标)非制冷红外焦平面阵列为最终目标,开展了基于硅锗/硅多量子阱材料的非制冷红外焦平面阵列技术研究,主要研究内容包括:(1)开展了硅锗/硅多量子阱薄膜材料设计。半导体的热敏特性主要体现在费米能级和价带能级之间的差值,论文以价带能级分布为桥梁,构建了薄膜材料结构参数与电阻温度系数之间的定量关系;根据薄膜应力理论,计算了单晶硅基底上外延生长硅锗薄膜的临界厚度、亚稳态临界厚度,并结合有限元分析了两种极限状态下的应力分布;结合薄膜材料电阻温度系数性能、薄膜应力影响及后续阵列制造工艺因素,确定了可应用于非制冷红外焦平面阵列制造的热敏材料薄膜。该薄膜材料电阻温度系数理论值为-3.34%/K 至-3.85%/K。(2)开展了非制冷红外焦平面阵列像元结构设计。论文采用硅锗/硅多量子阱薄膜作为焦平面阵列的热敏材料,这使得该焦平面阵列区别于现有结构具有不同的红外吸收特性、热场分布和结构支撑特性。论文针对这叁个方面开展设计技术研究。首先,论文针对红外吸收腔开展了优化设计,由于氮化硅作为机械支撑层的引入,顶层薄膜的最优值产生了“极值偏移”现象,论文通过理论计算、数值仿真和实验结果对该现象进行了分析;其次,根据焦平面阵列像元结构参数,开展了像元热场分布研究,建立了串扰模型,并通过有限元软件计算了考虑真空度条件下的热场分布;最后,根据模态分析和刚度分析给出了叁种基本支撑形式(L型、U型及I型)像元的力学特点;结合阵列制造工艺过程,针对热应力及工艺应力开展了理论计算和仿真,获得的结论与实验数据相符。(3)开展了薄膜材料的外延生长工艺及测试技术研究。论文采用超高真空化学气相沉积技术开展了外延生长硅锗/硅结构循环、高掺杂硼单晶硅关键工艺研究;采用缓冲层设计避免了外延生长过程中出现的晶格滑移现象,实现了晶格质量较好的硅锗/硅循环结构;基于X射线衍射测试技术,开展了薄膜材料微观组分测试技术研究,通过分析,摇摆曲线测试方法较好地反应了薄膜材料中锗含量信息;经测试材料锗含量为27.08%至29.93%,硅锗/硅循环厚度为40.8nm至41.1nm;为了表征薄膜材料的电学性能,设计了一种简单的测试结构,以铝电极为掩膜,以底部浓硼掺杂层作为导电通道,形成“U”字型导电回路的方式,测定了薄膜材料的电阻温度系数为-2.84%/K至-2.97%/K;经曲线拟合换算至价带能级与费米能级差0.18eV至0.19eV,与第二章仿真值0.22eV接近。(4)开展了焦平面阵列测试技术研究。通过开展裸片测试和真空封装的样机测试,验证了焦平面阵列信号传递过程。其中,通过裸片测试,测定了阵列的红外吸收性能和像元的电学特性;通过真空封装样机的热响应测试,测定了像元结构的热导、热时间常数;通过相对光谱响应测试,表征了样机的红外响应波段范围;通过噪声频谱测试,表征了像元中硅锗/硅多量子阱材料噪声的噪声-频谱关系;通过噪声等效温差测试,表征了标准黑体红外辐射下,像元的噪声水平。经测试,4×4像元的平均噪声等效温差为69.34mK。(本文来源于《南京理工大学》期刊2017-04-01）
伍凌峰[6]（2017）在《非制冷长波红外焦平面阵列成像系统电路设计》一文中研究指出随着图像技术的不断发展,人类对图像信息的要求越来越高,红外成像技术在航空航天、军事侦查和安防监控等领域展显出强大的生命力。目前,非制冷红外焦平面阵列UFPA(Uncooled Focal Plane Array)凭借其没有制冷系统、低成本、低功耗、体积小和寿命长的独特优势,逐渐成为红外成像的主流器件,并占据了广袤的市场。因此,研究和设计基于非制冷红外焦平面阵列的成像技术具有明显的成本优势和重要的实际价值。本文介绍了红外成像技术的发展现状,通过分析一款非制冷长波段红外焦平面阵列的结构、特性和工作原理,设计了一种基于现场可编程阵列FPGA和USB2.0传输芯片的红外焦平面阵列成像电路系统。文章紧紧围绕该非制冷红外焦平面阵列的特性,制定了相应的红外成像系统的技术指标,并确定了该红外成像电路的方案。方案为该非制冷红外焦平面阵列设计了供电电路、驱动和控制电路、输出信号驱动增强电路、模数转换电路和数据传输电路,并根据上述电路设计了系统的控制程序,完成了硬件电路各功能模块和红外成像的相关测试。测试结果表明,本文所设计的红外焦平面阵列驱动成像电路,满足了成像系统的拟定技术指标,实现了对红外图像探测器的驱动,完成了基本的成像任务。最后,针对该成像电路系统存在的缺陷,提出了优化和改进的方向。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-01-01）
杨亚楠,胡博,陈力颖[7]（2016）在《用于非制冷红外焦平面阵列的高速缓冲器》一文中研究指出提出了一种用于非制冷红外焦平面阵列读出电路的高速缓冲器。阐述了该缓冲器的工作原理,并给出具体设计方案。采用Global Foundries 0.35μm混合模式CMOS工艺进行仿真,当负载电容为50pF,负载电阻为100kΩ,且输入信号为1.2~4.8V时,缓冲器的输出带宽大于10 MHz,工作功耗为8.86mW,表明该缓冲器具有大负载、超高速、大摆幅、高精度等特点。(本文来源于《微电子学》期刊2016年05期）
方中[8]（2016）在《基于黏性键合的非制冷红外焦平面阵列制备技术研究》一文中研究指出本文研究了基于黏性键合的非制冷红外焦平面阵列制备技术,以及应用其制造出了基于硅锗/硅多量子阱材料的最大640×480规模的非制冷红外焦平面阵列,为新型敏感薄膜材料在MEMS传感器制造领域的应用提供了经验和思路。首先针对硅锗/硅多量子阱材料的特性,在国外现有微测辐射热计阵列像元微桥结构-工艺设计的基础上,提出了适应于硅锗/硅多量子阱材料特点的微测辐射热计阵列微桥结构—工艺设计流程,并以此完成了 40×40-L型悬臂梁构型微桥像元、35×40-U型悬臂梁构型微桥像元、35×35-1型悬臂梁构型微桥像元结构—工艺设计,并且对制备过程的工艺难点进行了分析。其次,在国内外黏性键合研究的基础上,提出了基于PDAP胶黏性键合的缺陷成因及优化理论,并根据这一理论提出了一种针对PDAP胶黏性键合的工艺参数优化方法,并由此获得了微米级低缺陷黏性键合结果。这一套理论方法对于应用热塑性聚合物的其他黏性键合技术也有参考价值。第叁,针对微桥阵列制备中的应力影响进行研究,包括低应力快速晶圆减薄、氮化硅-钛-氮化硅悬臂梁应力控制、胶基底高精度光刻。以低缺陷黏性键合为基础,通过实验研究提出了一种自停止低应力晶圆快速减薄工艺,并完成了由微米级低缺陷黏性键合工艺与其的整合,形成了微米级敏感薄膜转移技术,并在阵列制备过程中得到了实际应用。针对阵列制造中的悬臂梁应力失配问题,通过理论分析和实验方法研究,提出了一种通过改变PECVD氮化硅沉积参数来调整氮化硅-钛-氮化硅悬臂梁应力的控制方法。经过实验研究,完成了光刻对准标记的优化设计,最高对准精度可达±0.2微米以内。第四,针对微桥阵列制备中的通用工艺进行研究,包括微小尺寸电极互联、金属薄膜低温沉积及图形化工艺、非金属薄膜刻蚀工艺。通过独立的电镀实验,确定电镀金柱填充互联通孔的工艺参数,并解决了工艺中遇到的测试问题、电镀速率问题以及电镀均匀性问题,保证了制造工艺的一致性。最后对金属薄膜低温沉积及图形化工艺、非金属薄膜刻蚀工艺进行了实验研究,优化了工艺参数。最后,整合阵列制造各关键工艺,首次完成了应用硅锗/硅多量子阱材料的640×480规模微测辐射计阵列的制造。然后针对制造好的阵列进行了结构表征,确认叁种像元构型的阵列微桥均支撑良好且阵列一致性良好,其中35×40-U型640×480微桥阵列的完好率>99%。之后对阵列的热电性能进行了测试,确定了 35×40-U型在8-14μm波段的红外吸收率>90%,阵列像元电阻约为40kΩ,阵列的电阻温度系数>2.6%/K。35×35-I型阵列像元稳态热响应较差未封装测试;测得了 40×40-L型阵列像元的热导为1.645×10-7W/K,热容为1.043×10~(-9)J/K,热时间常数为7.25ms;35×40-U型阵列像元的热导为1.741×10-7W/K,热容为1.383×10~(-9)J/K,热时间常数为7.94ms。(本文来源于《南京理工大学》期刊2016-10-01）
王宏臣,江斌,王鹏[9]（2015）在《基于氧化钒薄膜的17微米640×512非制冷红外焦平面阵列芯片研究》一文中研究指出报道了艾睿光电科技有限公司17微米640×512非制冷红外焦平面阵列芯片研究进展,介绍了芯片的读出电路架构与功能模块。将芯片进行高真空金属封装后进行了光电性能测试。测试结果显示,器件典型NETD小于35m K(@300K,50Hz,f/1.0),输出动态范围达到2.4V。在10°C~+40°C目标温度范围内,探测器残余固定图形噪声低至0.5倍NETD。探测器在-40°C~+85°C环境温度范围内NETD小于60m K。(本文来源于《国防光电子论坛第二届新型探测技术及其应用研讨会论文集》期刊2015-07-22）
岑皓,王克用[10]（2015）在《微拉曼光谱法检测非制冷红外焦平面阵列残余应力》一文中研究指出实验所采用的非制冷红外焦平面阵列由Si O2薄膜和硅基底组成,具有MEMS微结构。热氧化生成Si O2薄膜过程中会因热失配和晶格失配而产生很大的残余应力,其大小影响微元件的整个性能,对其检测至关重要。利用微拉曼光谱法对两个Si O2薄膜/硅基微结构的进行了残余应力检测。实验结果表明,硅层横截面上残余应力随着深度的增大而递减,近似成二次曲线分布,并结合力平衡概念和微积分方法,计算出两个试样的薄膜残余应力大小分别为3.3 GPa和2.2 GPa。对薄膜微小单元体进行应力分析,得出薄膜残余应力为压应力。在应力释放过程中,达到GPa量级的残余应力会使薄膜皱曲、弯曲,产生鼓峰,甚至会造成膜层的破坏失效。(本文来源于《机械强度》期刊2015年01期）
非制冷红外焦平面阵列论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
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10μA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19.1μV/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。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
非制冷红外焦平面阵列论文参考文献
[1].谭康.基于0.18μm工艺的非制冷红外焦平面阵列读出电路的研究[D].天津工业大学.2019
[2].张强,刘瑞文,吕文龙,侯影,魏德波.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（英文）[J].微纳电子技术.2018
[3].周同,何勇,赵健,姜波,苏岩.一种用于非制冷红外焦平面阵列的低噪声高均匀性读出电路（英文）[J].红外与毫米波学报.2018
[4].吴世强.非制冷红外焦平面阵列信号读出电路设计与分析[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[5].姜波.基于硅锗/硅多量子阱材料的非制冷红外焦平面阵列研究[D].南京理工大学.2017
[6].伍凌峰.非制冷长波红外焦平面阵列成像系统电路设计[D].华中科技大学.2017
[7].杨亚楠,胡博,陈力颖.用于非制冷红外焦平面阵列的高速缓冲器[J].微电子学.2016
[8].方中.基于黏性键合的非制冷红外焦平面阵列制备技术研究[D].南京理工大学.2016
[9].王宏臣,江斌,王鹏.基于氧化钒薄膜的17微米640×512非制冷红外焦平面阵列芯片研究[C].国防光电子论坛第二届新型探测技术及其应用研讨会论文集.2015
[10].岑皓,王克用.微拉曼光谱法检测非制冷红外焦平面阵列残余应力[J].机械强度.2015