Инфракрасные фотоприемные модули мегапиксельного формата на основе ГЭС КРТ МЛЭ на подложках из кремния / Сидоров Ю.Г., Сабинина И.В., Сидоров Г.Ю., Марин Д.В., Васильев В.В., Якушев М.В., Макаров Ю.С., Зверев А.В., Марчишин И.В., Предеин А.В., Варавин В.С., Бударных В.И., Дворецкий С.А., Вишняков А.В., Ремесник В.Г., Горшков Д.В., Латышев А.В.

Твердые полупроводниковые растворы кадмий-ртуть-теллур (КРТ) являются «материаломвыбора» для разработки и создания охлаждаемых гибридных фотоприемных модулей (ФПМ)чувствительных практически во всех диапазонах ИК-спектра [1,2,3]. Благодаря преимуществамметода молекулярно лучевой эпитаксии (МЛЭ) стало возможным изготовление материалаприборного качества на несогласованных подложках, таких как GaAs и Si. Помимо более низкойстоимости, применение кремния в качестве подложек позволяет избежать возникновениятермомеханических напряжений в охлаждаемых гибридных ФПМ, увеличивая тем самым и ихресурс, и предельный формат.Непрерывная работа по улучшению технологии изготовления ГЭС КРТ МЛЭ ифоточувствительных модулей на их основе ведущаяся в ИФП СО РАН в последние годы позволиласущественно улучшить их параметры, вплотную приблизившись к зарубежным аналогам. К числуключевых изменений можно выделить специально разработанную архитектуру слоев ГЭС КРТ,позволяющую увеличить однородность рабочих смещений на диодах в том числе на матрицахбольшого формата, кроме того, в состав слоев был введен коротковолновый фильтр. Достигнутоекачество ГЭС КРТ на подложках из кремния позволяет использовать его для всех изготавливаемыхФПМ.Получены первые результаты в части разработки фотоприемников с повышенной рабочейтемпературой. Отработана технология изготовления р-на-n диодов для диапазона 1-3 мкм, чтопозволило создать приемники с рабочей температурой до 170К. Для диапазона 3-5 мкм рабочаятемпература диодов типа n-на-p повышена до 110-120К.Разработана и изготовлена высокоскоростная кремниевая схема считывания сигнала формата384×288 обеспечивающая полнокадровую частоту до 680Гц, с возможностью повышения частоты врежиме окна. На ее основе изготовлены ФПМ для диапазона 8-10 мкм.Разработана технология травления мез для изготовления матриц фотодиодов с разделеннымисоседними фотодиодами. Разработана технология нанесения нового диэлектрического покрытия сболее высокой однородностью свойств границы раздела.За счет доработки технологий фотолитографии и гибридной сборки были изготовлены матрицыфотодиодов, а затем и ФПМ большой площади (до 4×4 см) с шагом между элементами 20 мкмформатом 2000×2000 элементов. Разработана архитектура и технология гибридизации ФПМ формата1500×1500 элементов пригодных для мозаичной стыковки с зазором между модулями менее 120 мкмдля изготовления ФПУ формата 3000×3000 элементов. В работе представлены основные параметрыФПМ форматов 4×288, 320×256, 384×288, 640×512, 1024×1024, 1500×1500 и 2000×2000изготовленных на основе ГЭС КРТ МЛЭ на подложках из кремния.Работы по разработке мегапиксельных фотоприемников выполнены совместно с НПО Восток илабораторией №14 ИФП СО РАН: А.П. Ковчавцев, В.М. Базовкин, В.Г. Половинкин, А.А. Гузев, А.В.Царенко.