Ｔｈｅ ｒ ｍａ ｌ － ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ １ ２ ８ ×１ ２ ８ Ｉ ｎ Ｓ ｂ
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效 的原 因进行 了初步探 讨 ， 这 对预测 裂纹 的发 生提供 了一定 的帮助。 关键词 ： 锑化 铟 ； 焦平 面探 测器 ； 热 一应力 耦合 ； 有 限元
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ２ １ ５ 文 献标 识码 ： Ａ ＤＯＩ ： ｉ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ ． ５ ０ ７ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． １ ４
Ｌ Ｉ Ｐ ｅ ｎ ｇ — ｆ ｅ ｉ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｌ ｉ — ｗ ｅ ｎ ， ＭＥ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ — ｄ ｕ ａ ｎ ， Ｙ ｕ Ｑ ｉ ａ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ２ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ３卷 第 ９期
２ ０ １ ３年 ９月
激 光 与 红 外
Ｌ ＡＳ ＥＲ ＆ Ｉ ＮＦ ＲＡＲ ＥＤ
Ｖｏ １ ． ４ ３， Ｎｏ． ９
Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ １ ０ ０ １ － ５ ０ ７ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — １ ０ ２ ５ － ０ ５
・
红 外技 术及 应用 ・
１ ２ ８×１ ２ ８元 锑 化 铟 红外 焦 平 面 探 测 器 热 一应 力 耦 合 分 析
李鹏 飞 ， 张 立文 ， 孟庆 端 ， 余 倩
（ 河南科技 大学 电子信 息工程学 院， 河南 洛阳 ４ ７ １ ０ ２ ３ ）
摘
要： 考虑探测器在热冲击过程中由于传导降温非均匀引起的温度梯度分布， 借助 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软件
ｆ ｏ ｍ ｒ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌ ｅ ａ ｄ ｓ ｔ ｏ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｔ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ．Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ — ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ０ ｆ ＡＮＳ ＹＳ．ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｉ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ Ｉ ＲＦ Ｐ Ａ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｒ ｌ ａ ｎ ｌｙ ａ ． ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ — ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｃ Ｈ Ｉ Ｖ ｅ ｉ Ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ．ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｒ １ ． ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｕ ｐ ｉ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ｉ Ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ．ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｉ ＲＦ Ｐ Ａ ｉ Ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ．Ｆ ｏ ｍ ｒ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｉ ｍｅ ．ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ｅ ｄ
对温度梯度影响下的锑化铟探测器进行热 一 应力耦合分析。依据热分析结果得到了热冲击下探测
器 的降温时 间曲线 ， 以此为基础进行 热 一应 力耦合分 析得到 了探测器 的应力分 布 ， 并 以温度 、 时间
为参考量将热冲击过程中Ｉ ｎ Ｓ ｂ 芯片上应力最大值变化与传统均匀降温方式下的应力最大值变化进 行对比， 结果表明器件 内 部存在温度梯度时， Ｉ ｎ Ｓ ｂ芯片上的应力增加呈现出先快后慢现象， 明显不 同于均匀 降温的线性增加 ； 且 应力增加 主要集 中在热冲击初始 ０～ ０ ． ５ Ｓ时间段， 如 此短时 间段 内应 力 的急剧增加将 严重影响探 测器 的可靠性。最后对传导 降温方式下应力变化 可能引起 Ｉ ｎ Ｓ ｂ芯片失
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｗｈ ｅ ｎ ｉ ｆｒ ｎ ａ ｒ ｅ ｄ ｆ ｏ ｃ ａ ｌ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ（ Ｉ Ｒ Ｆ Ｐ Ａ）ｉ Ｓ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｒ ｌ ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｎ ｏ ｎ ． ｕ ｎ ｉ ．