| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第18-37页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第18-20页 |
| 1.2 非制冷红外焦平面阵列发展现状及趋势 | 第20-26页 |
| 1.2.1 非制冷红外焦平面阵列国外研究现状 | 第20-24页 |
| 1.2.2 非制冷红外焦平面阵列国内研究现状 | 第24-25页 |
| 1.2.3 非制冷红外焦平面阵列发展趋势及挑战 | 第25-26页 |
| 1.3 硅锗/硅多量子阱薄膜材料与阵列设计技术 | 第26-35页 |
| 1.3.1 硅锗/硅多量子阱结构设计技术 | 第27-29页 |
| 1.3.2 硅锗/硅多量子阱薄膜材料外延生长技术 | 第29-32页 |
| 1.3.3 非制冷红外焦平面阵列设计技术 | 第32-35页 |
| 1.4 论文研究内容和章节安排 | 第35-37页 |
| 2 自掺杂硅锗/硅多量子阱薄膜材料设计 | 第37-56页 |
| 2.1 焦平面阵列探测率与热敏材料性能之间的关系 | 第37-38页 |
| 2.2 半导体热敏特性与能级位置关系 | 第38-43页 |
| 2.3 自掺杂多量子阱结构参数分析 | 第43-50页 |
| 2.3.1 自掺杂结构的优势 | 第43-44页 |
| 2.3.2 硼原子掺杂浓度与能带分布 | 第44-46页 |
| 2.3.3 硅锗层中锗含量与能带分布 | 第46-48页 |
| 2.3.4 硅锗层厚度与能带分布 | 第48-49页 |
| 2.3.5 量子阱结构与多量子阱结构之间的关系 | 第49-50页 |
| 2.4 硅锗/硅多量子阱材料薄膜应力 | 第50-53页 |
| 2.4.1 硅锗层的临界厚度 | 第50-52页 |
| 2.4.2 基于有限元数值计算的薄膜应力分析 | 第52-53页 |
| 2.5 硅锗/硅多量子阱薄膜材料结构设计 | 第53-55页 |
| 2.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 3 阵列像元设计与极值偏移现象 | 第56-86页 |
| 3.1 红外信号传递与响应 | 第56-60页 |
| 3.1.1 红外辐射效率 | 第56-58页 |
| 3.1.2 焦耳热与像元电阻、偏置电压的关系 | 第58-60页 |
| 3.2 红外谐振腔优化与极值偏移现象 | 第60-69页 |
| 3.2.1 红外吸收波段设计 | 第60-63页 |
| 3.2.2 极值偏移 | 第63-66页 |
| 3.2.3 顶层吸收薄膜工艺 | 第66-69页 |
| 3.3 不同真空度条件下的像元热场分析 | 第69-76页 |
| 3.3.1 热平衡与热瞬态响应 | 第69-70页 |
| 3.3.2 真空度对热稳态响应的影响 | 第70-72页 |
| 3.3.3 热稳态及瞬态的有限元分析 | 第72-76页 |
| 3.4 机械支撑性能分析 | 第76-84页 |
| 3.4.1 三种支撑梁的应力状态 | 第76-79页 |
| 3.4.2 热应力及工艺应力 | 第79-83页 |
| 3.4.3 冲击载荷校核 | 第83-84页 |
| 3.5 本章小结 | 第84-86页 |
| 4 多量子阱薄膜材料的外延生长及测试 | 第86-108页 |
| 4.1 基于超高真空化学气相沉积薄膜材料外延生长 | 第86-93页 |
| 4.1.1 硅锗/硅多层循环工艺 | 第86-89页 |
| 4.1.2 浓硼掺杂单晶硅外延生长工艺 | 第89-91页 |
| 4.1.3 薄膜材料制备工艺流程 | 第91-93页 |
| 4.2 硅锗/硅多量子阱薄膜材料微观组分定量分析 | 第93-102页 |
| 4.2.1 薄膜材料表面形貌测试 | 第93-95页 |
| 4.2.2 硅锗层中锗含量测试 | 第95-100页 |
| 4.2.3 硅锗/硅多量子阱结构循环周期 | 第100-101页 |
| 4.2.4 锗、硼、硅元素比例 | 第101-102页 |
| 4.3 硅锗/硅多量子阱薄膜材料电学性能 | 第102-107页 |
| 4.3.1 电学性能测试结构制备工艺 | 第103-105页 |
| 4.3.2 电学性能测试结果与分析 | 第105-107页 |
| 4.4 本章小结 | 第107-108页 |
| 5 非制冷红外焦平面阵列性能测试与验证 | 第108-125页 |
| 5.1 非制冷红外焦平面阵列制造工艺路线 | 第108-111页 |
| 5.2 非制冷红外焦平面阵列裸片测试 | 第111-116页 |
| 5.2.1 阵列像元形貌测试 | 第112-113页 |
| 5.2.2 红外吸收率测试 | 第113-114页 |
| 5.2.3 像元电学特性测试 | 第114-116页 |
| 5.3 非制冷红外焦平面阵列真空封装环境下的性能测试 | 第116-124页 |
| 5.3.1 热响应与热场参数 | 第117-119页 |
| 5.3.2 红外响应波段范围 | 第119-120页 |
| 5.3.3 硅锗/硅多量子阱材料噪声 | 第120-121页 |
| 5.3.4 像元噪声等效温差 | 第121-124页 |
| 5.4 本章小结 | 第124-125页 |
| 6 全文总结 | 第125-129页 |
| 6.1 材料和阵列测试结果及对比 | 第125-126页 |
| 6.2 论文研究工作与创新点 | 第126-127页 |
| 6.3 进一步工作与建议 | 第127-129页 |
| 致谢 | 第129-130页 |
| 参考文献 | 第130-143页 |
| 附录Ⅰ 读博期间发表的论文、专利和参与的科研项目 | 第143-144页 |
| 附录Ⅱ 基于NextNano硅锗/硅多量子阱结构能带计算程序 | 第144-157页 |
| 附录Ⅲ 基于薄膜光学的Fabry-Perot红外谐振腔结构计算程序 | 第157-160页 |
