Till innehåll på sidan

Processutveckling av III-V-baserade infraröda detektorer

Tid: On 2024-03-13 kl 13.00

Plats: Electrum, Sal C, Kistagången 16

Språk: Engelska

Ämnesområde: Informations- och kommunikationsteknik

Respondent: David Ramos Santesmases , Elektronik och inbyggda system

Opponent: Professor Sanjay Krishna, Ohio State University, Columbus, OH, USA

Handledare: Associate Professor Per-Erik Hellström, Elektronik och inbyggda system

Exportera till kalender

QC 20240221

Abstract

Typ-II Supergitter (T2SL) detektorer har revolutionerat fältet för infraröd (IR)avbildning och etablerat sig som spetsteknologi inom försvar, rymd ochindustriella tillämpningar. Dessa detektorer möjliggör större format och högrearbetstemperaturer (HOT) som minskar behovet av plats- och energikrävandekryogen kylning, vilket banar väg för IR-kameror med minskad Storlek, Vikt ochEnergiåtgång (SWaP).Deras mångsidighet över olika IR-våglängdsband—långvåg, mellanvåg ochkortvåg—kombinerat med den inneboende skalbarheten som är karakteristisk förIII-V material, positionerar T2SL-teknologin som det ideala valet för nästagenerations HOT och högupplösta (HD) detektorer.Denna avhandling fokuserar på att förbättra tillverkningsprocessen för T2SLdetektormatriserför att minska ytströmmar som uppstår vid pixeletsning. Dennautmaning växer med minskad pixelstorlek och påverkar direkt en detektorsmaximala arbetstemperatur.Genom att betrakta T2SL-detektorernas prestanda ges omfattande insikter idetektorernas elektriska egenskaper. Detta inkluderar analys av 1/f-brus och endetaljerad experimentell och kvantitativ modellering av ytströmmar, samt förslagpå strategier för att reducera dessa. Vidare går studien in på fenomenet av optiskkoncentration som uppstår i fokalplansmatriser (FPAer) och resulterar i ett ökatsignal-brusförhållande. Slutligen analyseras graden av optiska och elektriskaläckage mellan närliggande pixlar genom mätning och simulering avmoduleringsöverföringsfunktionen.Denna avhandling presenterar betydande framsteg i tillverkningsprocessen hosflera olika T2SL-detektorstrukturer vilket resulterat i anmärkningsvärda stegframåt för IR-detektorteknologin. Dessa inkluderar industriell produktion avFPAer med 640 × 512 pixlar med 15 μm:s pixelstorlek och med enarbetstemperatur på 150 K; produktionen av detektormatriser med 10, 7.5, och 5μm pixel-till-pixelavstånd, alla kapabla att fungera vid 150 K; och demonstrationav HD FPAer, med förmåga att fungera vid 150 K.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-343591