Концептуальная конгруэнтность фотоприемников на основе многослойных структур с квантовыми ямами и сверхрешеток / Козлов А.И.

Аналитические значения эквивалентной шуму разности температур (NETD) инфракрасногофотоприемника (ИК ФП) оценивается как отношение напряжения шума системы, включающей ИКфоточувствительный элемент (ФЧЭ) и канал считывания мультиплексора, к температурнойчувствительности ИК ФЧЭ при данной квантовой эффективности η.Полученные значения NETD для многослойных структур сквантовыми ямами (МСКЯ) на GaAs/AlGaAs (1-4) и сверхрешеток(СР) на InAs/GaInSb (5,6) 3, 4, 5]. ИК ФПна основе МСКЯ с длиной волны максимума спектральнойчувствительности max ≈ 9 μm начинает обеспечивать близкое крежиму ограничения фоном, практически предельное разрешение потемпературе, лучшее, чем ИК ФП на СР при параметре R0A более500 Ом см2 и η ≥ 0.1 (Рис. 1) [3, 4, 5]. С уменьшением R0A параметраМСКЯ и СР фотодетекторов NETD ИК ФП ухудшается. По мереуменьшения линейного размера ФЧЭ (lФЧЭ) NETD ФП на основеМСКЯ монотонно увеличивается; но при η ≥ 0.1 СР ФПпроигрывают МСКЯ ФП в отношении NETD[3, 4]. Приη ≈ 0.05 не требуется зарядовой емкости интеграторамультиплексора QROIC более 8 пКл, а при η порядка 0.1 требуетсяQROIC не более 14 пКл[4]. QROIC=CintEP, где Cint - емкостьнакопления; EP - рабочее напряжение технологии мультиплексоров.МСКЯ ФП обеспечивает лучшие значения NETD в сравнении с СРФП практически во всем диапазоне QROIC при η ≥ 0.1[4].В диапазоне max ≈ 8.5-9.5 μm МСКЯ ФП предоставляет хорошее (6-7) mK температурное разрешение, практически независимо от η,NETD определяется шумом фонового излучения [4]. NETD МСКЯФП при η = 0.05÷0.2 в диапазоне λmax < 10÷11 μm меньше, чем NETDСР ФП. При дальнейшем увеличении max наблюдается рост NETD ссущественным преимуществом для больших значений ηфотодетекторов.