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焦平面阵列制造技术
资料介绍
一、技术概述
焦平面阵列（Focal Plane Array，FPA）是红外成像系统的核心组件，由数百至数百万个光敏探测单元组成，能够将红外辐射转换为电信号。其制造技术涉及半导体材料生长、微纳加工、制冷封装等多学科交叉领域，是衡量国家光电技术水平的关键指标之一。
二、核心制造流程
1. 半导体材料制备
（1）碲镉汞（HgCdTe）材料生长
采用分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，在碲锌镉（CdZnTe）衬底上生长HgCdTe异质结。典型生长参数包括：衬底温度300-400℃，生长速率0.5-2μm/h，Hg/Cd束流比10-20:1，通过精确控制组分比实现1-14μm波段响应。
（2）Ⅱ类超晶格材料制备
InAs/GaSb超晶格通过MBE交替生长形成，层厚控制精度达±0.1nm，界面平整度优于0.5nm。通过调节InAs和GaSb层厚度比（典型值1.5-2.5），可实现3-15μm光谱响应，较HgCdTe具有更低的暗电流特性（77K下<1e-11 A/μm²）。
2. 探测器芯片制造
（1）光刻工艺
采用深紫外光刻（DUV）或电子束光刻技术，实现5-30μm像素间距的图形转移。关键参数包括：光刻胶厚度1-2μm，曝光剂量50-150mJ/cm²，显影时间30-90秒，线宽均匀性控制在±0.1μm。
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