РАЗРАБОТКИ

ИНФРАКРАСНЫЕ МАТРИЧНЫЕ ПРИЁМНИКИ

ИК ФПУ НА ОСНОВЕ НЕОХЛАЖДАЕМЫХ МАТРИЧНЫХ МИКРОБОЛОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИЕМНИКОВ

Характеристики приборов НТВ:

  • Область чувствительности, мкм, 8-14
  • Формат 160х120 и 320х240
  • Шаг в матрице приемников, мкм, 51
  • Потребляемая мощность, Вт, 2
  • Время отклика, мс, 12
  • Быстродействие, кадры/с, 50
  • Температурное разрешение, К, 0,05

Общий вид микроболометрической головки, фотоприёмного устройства в целом и пример зарегистрированного теплового изображения в инфракрасном диапазоне:



Неохлаждаемые микроболометрические ФПУ формата 320х240 и 160х120 для инфракрасного и терагерцового диапазонов



ИК ФПУ НА ОСНОВЕ МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР GaAs/AlGaAs c КВАНТОВЫМИ ЯМАМИ

  • Октябрь 1991 г. - начало создания ИК фотоприёмников на основе МСКЯ GaAs/AIGaAs.
  • 1992 г. - первые одиночные приёмники МСКЯ. Первые публикации.
  • 1998 г. - разработка ФПУ на основе МСКЯ GaAs/AlGaAs форматом 128х128, с шагом 50 мкм. Максимум фоточувствительности при 7,8 мкм. NETD 0,16 К.

  • 2005 г. - инфракрасные фотоприёмные модули на структурах с квантовыми ямами GaAs/AlGaAs формата 320х240 с шагом 30 мкм в спектральном диапазоне 8-14 мкм.
  • 2016 г. - ФПУ на структурах с повышенной однородностью параметров.

    Характеристики ФПУ на МСКЯ:

    • Область чувствительности, мкм, 8-10
    • Формат 384х288 и 640х512
    • Шаг в матрице приёмников, мкм, 25 и 20
    • Потребляемая мощность, мВт, 50
    • Быстродействие, кадры/с, 100
    • Температурная чувствительность, мК, < 25
    • Рабочая температура, К, 68
    • Рабочие элементы, %, > 99,5%
МСКЯ с высокой однородностью параметров Формат 384х288, шаг 25 мкм Формат 640х512, шаг 20 мкм

Синтез многослойных тонкоплёночных композиций GaAs/AlGaAs для создания ФПУ - лаборатория 37.



СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ФОТОГРАФИИ ТЕПЛОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ НА ТРЁХ ТИПАХ ФОТОПРИЁМНИКОВ

Разработки ИК ФПУ на эпитаксиальных слоях КРТ велись в лаборатории на протяжении 1990 - 2007 гг.



МАТРИЧНЫЙ ПРИЁМНИК ТЕРАГЕРЦОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Антенна для терагерцового диапазона, сопряжённая с термочувствительным элементом Пример изображения на просвет: гайка М8 за винипластом толщиной 2 мм


КРЕМНИЕВЫЕ МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ ДЛЯ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ИК_ФОТОПРИЕМНИКОВ

Разработанные и планируемые кремниевые мультиплексоры для ИК фотоприемников

Формат Шифр Особенности схемы Шаг, мкм Применяемые фотодетекторы Предприятие - соисполнитель
Матричные мультиплексоры для неохлаждаемых микроболометрических фотоприемников ИК изображений:
160×120 ММБ-1 ПН 51×51 микроболометры (МБ) ОАО «Ангстрем»
160×120 ММБ-22 ПН, СКС 51×51 ООО “Микротелеком”
320×240 ММБ-3 ПН 51×51 ОАО «Ангстрем»
384×288 MM-MB1,3 ПН, СКС4 25×25 «X-Fab»5,6
640×512 MM-MB21,3 ПН, СКС4 17×17
3072×576 MM-MB31,3 ПН4,8, МО 51×51
3072×512 MM-ТГц1,3 ПН4, МО 200×200 ТГц МБ
Линейный мультиплексор для монолитных ИК ФП:
1×32 ЛМ 1×321 ИПД 200 СОТ изг. в ИФП СО РАН
Матричные мультиплексоры для монолитных ИК ФП:
32×32 КРТ32N1 ПД, ВКН 150×150 КРТ ФД изг. в ИФП СО РАН
32×32 МКРТ321 ПД, ВКН 150×150 ОАО «Интеграл»5
160×128 КРТ16М1 ПИ, ПН, ВПУ 75×75 ОАО «Микрон»5
320×256 КРТ32М1 ПИ, ПН 50×50 ОАО «Интеграл»5
Линейчатые мультиплексоры для гибридных ИК ФП:
1×64 КТ-2К1 БПИ 100 КРТ ФД изг. в ИФП СО РАН
1×576 ЛМ-11 ПИ 30 ОАО «Ангстрем»5
1×576 ЛМ-21 БПИ 30
1×288 ЛМ-31 ПИ 28
4×288 ЛМ-4 ВЗН по 4 элт. 28×43 ИФП НАН Украины
4×288 ЛМ-52 ВЗН по 4 элт. 28×43
Матричные мультиплексоры для гибридных ИК ФП:
32×32 МХ21 ПД, ВКН 100×100 КРТ, МСКЯ изг. в ИФП СО РАН
128×128 МХ41 ПД, ВКН 50×50
128×128 ММ-V1 ПИ, КН 50×50
128×128 ММ-В1 ПИ, КН 50×50 ФГУП «Восток»5
128×128 ММ-А1 ПИ, КН 50×50 ОАО «Ангстрем»5
128×128 ММПН-11 ПИ, ПН, ВПУ 40×40 КРТ ФД
320×256 ММ-11 ПИ, КН 40×40 КРТ, МСКЯ
320×256 ММПН-21 ПИ, ПН, ВПУ 35×35 КРТ ФД
320×240 Карат2 ПИ, КН, ВПУ 35×35 КРТ, МСКЯ ООО “Микротелеком”
320×256 ММ-21,3,7 ПИ, КН, СЗ 25×25 8-14 КРТ «X-Fab»5,6


Примечания к таблице. 1/собственная разработка ИФП СО РАН, 2/разработка выполнена с участием сотрудников ИФП СО РАН, 3/модель планируется к разработке, 4/набор функций уточняется в процессе работы, 5/сотрудничество в режиме «кремниевой мастерской», 6/соисполнители уточняются, 7/эффективная емкость накопления около 3000 Ме-, 8/возможна потеря 1-2 пикселей вдоль линии стыковки субмодулей.
БПИ - буферированная прямая инжекция, ПИ - прямая инжекция, ВЗН - временная задержка и накопление, ПД - прямой доступ к фотоприемнику, ВКН - внекристальное накопление, ПН - построчное накопление фотосигнала, ВПУ - вычитание постоянного уровня, ИПД - истоковый повторитель на детектор, КН - кадровое накопление фотосигнала.



МОЩНЫЕ СВЧ ТРАНЗИСТОРЫ НА СЛОИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУРАХ
(Совместно с Лаб. 37 и НПП "Исток" им. Шокина)

Практически реализованы транзисторы с рекордными (свыше 50%) значениями удельной выходной СВЧ мощности на прецизионно легированных донорно-акцепторных (DA) pHEMT гетероструктурах.

Фотография DA-pHEMT СВЧ-транзистора Удельная выходная мощность СВЧ транзисторов в диапазоне 10-30 ГГц для разных лет изготовления.
Синие точки – pHEMT транзисторы по данным мировых производителей,
красная точка – наши транзисторы DA-pHEMT




На общеинститутском сайте информация о научно-исследовательской деятельности лаборатории представлена в позициях:

  • Фотоприемники для инфракрасной области спектра на основе эпитаксиальных структур AlGaAs/GaAs.
  • ИК ФПУ на основе неохлаждаемых матричных микроболометрических приёмников.
  • Кремниевые мультиплексоры для многоэлементных ИК-фотоприёмников.
  • Фотоприёмное устройство на основе многоэлементных приемников на основе многослойных структур GaAs/AlGaAs с квантовыми ямами. (Совместно с лаб. 14, 15, 37)
  • Неохлаждаемые микроболометрические ФПУ форматом 320х240 и 160х120 для инфракрасного и терагерцового диапазонов
  • Линейчатый фотоприёмный модуль на основе гетероэпитаксиальных структур КРТ с кремниевым КМОП-мультиплексором
  • Изготовление матричных фоточувствительных элементов на основе многослойных структур GaAs/AlGaAs с квантовыми ямами