[发明专利]基于电注入方式的IRFPA ROIC串扰测试电路以及测试方法

说明书

本发明提出了一种基于电注入方式的IRFPA ROIC串扰测试电路以及测试方法，包括光敏像元信号输出端连接信号选择电路像元信号输入端，测试电路信号发送端连接光电转换电路信号接收端，光电转换电路信号发送端连接工作测试开关一端，工作测试开关另一端连接注入管信号接收端，注入管信号发送端连接信号选择电路测试信号接收端，信号选择电路输出端连接读出电路ROIC信号接收端，读出电路ROIC信号输出端连接计算机自动测试系统信号接收端。

技术领域

本发明属于图像传感器技术领域，涉及混合式热释电型IRFPA图像传感器ROIC器件的串扰测试电路以及测试方法。

背景技术

近年来，随着红外探测技术的发展，红外技术的应用日益广泛。红外探测系统在军事及民用领域获得广泛的应用，市场发展潜力巨大，受到各国的重视。研究自主产权的红外探测器相关的各种技术越来越急迫。以国产热释电混合型IRFPA的重要组成部分ROIC为研究对象，对其进行测试，研究串扰参数的测试方法，构建测试系统具有非常重要的意义。

热释电型IRFPA因其众多优点受到国内外普遍重视，发展十分迅速。混合型IRFPA红外探测敏感元把红外辐射转换成电信号，在其读出电路ROIC的扫描控制下，依次输出视频信号，从而显示形成热像。ROIC的性能优劣直接关系IRFPA的质量，甚至整个红外探测系统的性能。混合式探测阵列中，光伏探测器像素通过铟柱与读出电路输入级相连接，由探测器像素通过直接注入管将积分电容上存储的电荷泄放，实现信号的读出。由于混合式IRFPA的光敏元件阵列和读出电路阵列可以分开，我们就可以选用最佳的材料和最佳的工艺来分别制作两个阵列，且可以分别测试其参数以确保各自的性能，从而就可以提高两个阵列互连后形成的红外焦平面阵列的整体性能。混合结构的焦平面器件是通过铟柱互连方法把探测器列阵芯片和读出电路集成在一起的，由铟接点完成信号的传输。制作铟柱之前需要对读出电路进行测试，在硅片中挑选可用的管芯，以提供焦平面互联使用。

另外随着IRFPA技术的发展，人们越来越发现在探测器的众多特性参数中，串扰(crosstalk)已经成为一个非常重要的参数，美国军方甚至将其列为红外焦平面阵列性能评价时的必测参数。在红外焦平面阵列成像系统中,串扰的大小与探测器的材料、工艺和结构设计等有关，串扰的出现将使系统的调制传递函数(MTF)降低,从而导致整个系统的性能下降。红外焦平面阵列的电学特性和光学特性都能够导致这种不希望发生的效应。在混合型IRFPA ROIC器件研制过程中，由于在联调实验中发现ROIC器件存在行间串扰的问题，而这一点事先没有检测到，造成很大的财力和时间的损失。因此需要在器件的研发阶段设法对器件进行测试，判断ROIC是否存在行间串扰问题。因此，串扰成为评价IRFPA ROIC性能的重要参数之一，串扰测试成为IRFPA ROIC设计和研制必备的性能测试环节。

传统的串扰测试方法采用光学注入方式，系统非常庞大而复杂,要实现串扰的准确测试,必须解决系统的控制问题,设计优良的聚焦光学系统和精密位移机构,实现良好的聚焦,降低系统噪声。近年来应用需求和工艺进步促进了IRFPA技术的发展，IRFPA阵列规模越来越大，而探测器单元尺寸(已达到20-30μm)和间隔越来越小，在使热成像系统性能提高的同时，直接影响IRFPA的串扰性能，不仅相邻探测器单元间的影响变得更加突出，而且探测器单元尺寸已进入光学衍射限，即难以将红外小光点的尺寸限制在一个探测器单元之内，传统的红外小光点测试方法和设备在原理上已面临失效的危险。因此，需要研究新的串扰测试方法，实现对高性能IRFPA的串扰性能测试和评价。在无探测器的情况下，实现对特性参数的测试，以电注入信号来模拟红外光学信号，实现在ROIC的研制阶段即可对参数进行评价，就具有很重要的实验价值。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于电注入方式的IRFPA ROIC串扰测试电路以及测试方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于电注入方式的IRFPA ROIC串扰测试电路，包括：信号选择电路、注入管、读出电路ROIC、测试电路和计算机自动测试系统；