N 电极结构尺寸和材料对探测器热应力影响

摘要：

温度冲击下锑化铟（InSb）面阵探测器典型碎裂统计结果表明，起源于 N 电极区域的裂纹在芯片碎裂中占据主导。为研究温度冲击下 N 电极结构尺寸和材料选取对 InSb 红外面阵探测器所积累热应力的影响，借助 ANSYS 软件，基于“先分割，后等效”的建模思想，建立了128×128 InSb 红外面阵探测器结构分析模型。模拟结果显示，随着 N 电极厚度的增加，InSb芯片和 N 电极上累积的热应力极值和 Z 方向应变极值都呈现出减小趋势，即 N 电极越薄， InSb 芯片和 N 电极上热应力和应变极值越大。在 N 电极选取金和铟两种不同材料时，InSb 芯片和 N 电极上累积的热应力极值也发生迥然不同的变化：选金做 N 电极时，InSb 芯片上累积热应力极值为503 MPa，在选用铟材料时，其值进一步增加到918 MPa；但此时 N 电极上热应力极值不是增大，而是从242 MPa 下降到2.82 MPa，减小了两个数量级。这表明 N 电极结构尺寸和材料的变化对 InSb 芯片和 N 电极上热应力／应变有较大的影响。因此，如能选取合适N 电极结构尺寸和材料，将有助于减小芯片和 N 电极应力集中现象，从而降低探测器碎裂几率。

关键词：红外面阵探测器、碎裂、N 电极、热应力

分类号：TN215(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金项目No．61205090；No．61107083；河南省教育厅项目No．14A510003资助。

在线出版日期：2015-04-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：153-157