铟镓砷光电探测器及其焦平面阵列

本书探讨了空间遥感方面航天载荷的发展及其对光电探测器件的基本要求，介绍了近红外/短波红外的特点及铟家砷器件的应用特色，回顾了钢镓砷材料体系的前世今生及其发展历程，进而从光伏型光电探测器的基本原理和特性出发，结合实际工作中积累的诸多具体实例，详细讨论了铟镓砷光电探测器及焦平面阵列的材料生长技术、芯片工艺技术、封装及可靠性技术、焦平面读出电路技术及相关的材料和器件性能参数测试表征方法和技术等，以及此方面的光电探测新器件、新技术和新发展。
本书可供从事半导体光电探测材料、器件与组件研发及应用工作，特别是涉及近红外/短波红外钢镓砷方面的研究生、研究人员及程技术人员阅读，也可作为其他涉及此领域人员的参考书。

第1章 空间遥感与光电探测 1
1.1 引言 1
1.2 空间遥感及其应用 2
1.2.1 电磁波谱及其波段划分 2
1.2.2 大气层及其透射窗口 4
1.2.3 空间遥感技术及其应用 5
1.3 光电探测及其空间应用 12
1.3.1 光电探测基本原理 12
1.3.2 典型光电探测仪器 13
1.3.3 光电探测器 14
1.3.4 红外探测器的空间应用 16
1.4 空间遥感对光电探测器的需求 19
1.4.1 空间遥感应用的基本要求 19
1.4.2 红外探测器（焦平面）的主要参数 20
1.4.3 系统对红外探测器（焦平面）的要求 21
1.5 铟镓砷光电探测器及其空间应用 22
1.5.1 铟镓砷光电探测器 22
1.5.2 铟镓砷探测器的空间应用 23
1.6 小结 26
参考文献 27
第2章 近红外／短波红外特点及铟镓砷器件应用特色 28
2.1 引言 28
2.2 空间应用 28
2.3 光谱传感应用 39
2.4 其他应用 41
2.5 小结 45
参考文献 45
第3章 铟镓砷的前世今生 48
3.1 引言 48
3.2 InGaAs系材料的缘起钩沉 49
3.3 InGaAs系材料的基本特性 53
3.4 InGaAs与光纤通信的渊源 65
3.5 InGaAs与其他材料体系的比较 69
3.6 小结 72
参考文献 72
第4章 光伏型光电探测器的基本特性及表征 76
4.1 引言 76
4.2 静态特性 77
4.2.1 IV特性 78
4.2.2 光响应特性 85
4.2.3 光谱特性 88
4.2.4 抗辐照特性 90
4.3 动态特性 93
4.3.1 CV特性 93
4.3.2 瞬态特性 95
4.3.3 黑体响应 103
4.3.4 噪声特性 107
4.4 优值系数与评估规则 109
4.4.1 优值系数D 110
4.4.2 优值系数R 0A 111
4.4.3 评估规则Rule 07 111
4.4.4 评估规则IGARule 17113
4.5 小结 117
参考文献 118
第5章 铟镓砷光电探测材料外延生长技术 121
5.1 引言 121
5.2 主要外延生长技术 121
5.2.1 液相外延（LPE） 122
5.2.2 气相外延（VPE） 124
5.2.3 分子束外延（MBE） 130
5.3 气态源分子束外延（GSMBE） 132
5.3.1Ⅲ族源 132
5.3.2Ⅴ族源 133
5.3.3 生长设备 136
5.4 InGaAs光电探测器材料的GSMBE生长 136
5.4.1 晶格匹配材料 137
5.4.2 波长扩展材料 141
5.5 小结 153
参考文献 153
第6章 材料特性表征方法与技术 159
6.1 引言 159
6.2 结构特性 160
6.2.1 晶体结构、晶格参数、失配度及组分 160
6.2.2 表面形貌显微分析 170
6.2.3 微观状态、缺陷及成分分析 175
6.3 光学与光电特性 183
6.3.1 吸收与反射特性 183
6.3.2 发光特性 189
6.3.3 材料均匀性表征及其与FPA性能的关联 194
6.4 电学与输运特性 197
6.4.1 载流子浓度、迁移率 197
6.4.2 载流子寿命、扩散系数和扩散长度 204
6.4.3 缺陷能级与密度 206
6.5 小结 208
参考文献 208
第7章 InGaAs光电探测器及焦平面工艺技术 211
7.1 引言 211
7.2 器件结构设计与模拟 212
7.3 器件制造标准工艺 215
7.4 成结工艺 218
7.4.1 刻蚀成结技术 218
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