兼具偵測多波段紅外線及可見光的偵測器陣列模組之研發 (2/3)

本計畫預期完成兼具偵測多波段紅外
線及可見光的偵測器陣列模組。其主要工
作內容包含三部分：單一偵測器的設計與
製作、偵測器陣列的設計與製作、讀出電
路的設計與製作，最後是偵測器陣列與讀
出電路的整合。
在單一偵測器方面，我們所要完成的偵
測器，不但具有偵測不同紅外線波段輻射
強度的能力，而且能遙測物體溫度。該偵
測器的基本結構是：兩種不同的超晶格結
構，而其中夾著一寬能障。兩超晶格具有
不同的電子躍遷能階，故能偵測不同波段
的紅外線。而中間的寬能障，可作為電子
能量的高通過濾器，具有調變偵測器響應
的功能。利用二種不同的偵測器響應，我
們可求出光電流的比值，由此遙測出輻射
物體的溫度。
在偵測器陣列方面，我們針對超晶格偵
測器的特性，設計出可正面入射的像素
(pixel) 。其中每一像素的表面，均有V 型
的凹槽，以解決該偵測器正向入射的問
題；另在像素mesa 的側面，均覆蓋著絕緣
體及金屬層，這是為了反射光線及防止表
面漏電流而設計的。如此的陣列設計，可
增加捕光的能力，又能防止像素間的串
訊，另具防止表面漏電流等多重功能。本
計畫的陣列是以一維的線性陣列為重心。
在讀出電路方面，我們針對紅外線陣列
的需要，設計出相配的讀出電路。其中以
correlated doubled sampling circuitry 來減除
重置雜訊。並以差動放大器將亮訊號減去
暗訊號，以增加讀出電路的零敏度。在製
作讀出電路的同時，我們也將利用CMOS
技術製作可見光偵測器，以期使整個模組
兼具偵測多波段紅外線及可見光的能力。
我們長期的目標在於完成熱影像攝影
系統。而本計畫則以線性陣列模組為近期
的工作項目，預計以三年的時間完成。