[发明专利]一种带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器

权利要求书

1.一种带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器，包括铂硅红外焦平面列阵，所使用的铂硅红外焦平面列阵具有铂硅肖特基势垒型光敏元、垂直埋沟CCD移位寄存器以及水平埋沟CCD移位寄存器；其特征在于，所述带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器还包括电子倍增结构和输出放大器；所述铂硅红外焦平面列阵用于将探测红外信号并将红外信号转换为电信号，所述电子倍增结构用于将所述电信号进行倍增放大；

所述电子倍增结构是在所述铂硅红外焦平面列阵的硅衬底上扩展一块长条形区域，该长条形区域上具有n个倍增区；电子倍增结构的一端作为输入端具有a或b两种连接方式：

a、通过在硅衬底上布线与所述水平埋沟CCD移位寄存器的信号输出端连接；

b、通过在硅衬底上布线与所述垂直埋沟CCD移位寄存器的信号输出端连接；

当采用第a种连接方式时，电子倍增结构的另一端作为输出端，与读出放大器连接，形成带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器的输出端；

当采用第b种连接方式时，电子倍增结构的另一端连接水平埋沟CCD移位寄存器的一位，水平埋沟CCD移位寄存器的信号输出端连接读出放大器作为带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器的输出端。

2.如权利要求1所述的一种带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器，其特征在于，所述倍增区尺寸一致，在每个倍增区内进行掺杂，掺杂浓度为ρ；其中n为倍增级数，根据探测器灵敏度要求确定放大倍数G，则G=（1+α）ⁿ；其中α的取值在区间[1.01,1.015]之内；

ρ由铂硅红外探测器的量子效率以及倍增驱动时序电压幅值初步确定，并通过试验多次调整倍增驱动时序电压幅值与倍增级数的值，直至所获得的放大倍数满足要求；

所述铂硅红外焦平面列阵采用77K液氮制冷。

3.如权利要求1所述的一种带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器，其特征在于，当所述电子倍增结构的一端作为输入端通过在硅衬底上布线与所述水平埋沟CCD移位寄存器的信号输出端连接时：

所述铂硅红外焦平面列阵包括A×B个铂硅肖特基势垒型光敏元、A个垂直埋沟CCD移位寄存器以及一个水平埋沟CCD移位寄存器；所述垂直埋沟CCD移位寄存器具有B位，每一位均连接一个铂硅肖特基势垒型光敏元；所述水平埋沟CCD移位寄存器具有A位，每一位连接一个垂直埋沟CCD移位寄存器的信号输出端。

4.如权利要求1所述的一种带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器，其特征在于，当所述电子倍增结构的一端作为输入端通过在硅衬底上布线与所述垂直埋沟CCD移位寄存器的信号输出端连接时：

所述带电子倍增的铂硅红外焦平面探测器包括C个电子倍增结构；

所述铂硅红外焦平面列阵包括C×D个铂硅肖特基势垒型光敏元、C个垂直埋沟CCD移位寄存器和P个水平埋沟CCD移位寄存器；

所述垂直埋沟CCD移位寄存器具有D位；

所述垂直埋沟CCD移位寄存器的每一位均连接一个铂硅肖特基势垒型光敏元；

当P=1时，所述水平埋沟CCD移位寄存器具有D位；每个垂直埋沟CCD移位寄存器均通过一个电子倍增结构连接至水平埋沟CCD移位寄存器中的一位；

当P>1时，每个垂直埋沟CCD移位寄存器均连接一个电子倍增结构，将电子倍增结构进行顺序等量分组，每组中的电子倍增结构对应连接至同一个水平埋沟CCD移位寄存器中的一位，所述水平埋沟CCD移位寄存器的位数与每组的电子倍增结构的数量相同。