16红外焦平面器件
红外焦平面长波探测器组件特性参数测试方法及相关视场角的讨论
据处理计算公式中提供准确的已知参数）。以砸源黑体作为辐射源．器件选用圆形冷屏的集成杜瓦组
…懈Ｒ＝嵩‰罐蒜黧燃黼 件为例”Ｉ。探测器的几个重要性能参数指标计算公式如‘Ｆ”１：
其中墨＝Ｐ志：（ｖ出肿挚吣一－）
ｎ’
㈤
毛２ ｓ２≈Ｉ
２）黑体探测率＝高蔫×√ｊ粟爵器疆硒面雨—孺两飘甄酊丽
破＝压－告时中‘）
（３）
孙光荚 刘庆京 程有度 （华北光电技术研究所 北京 １０００１５）
摘要：为得到精确的焦平面探测器特性参数指标，以长波４ ｘ ２８８（４Ｎ）焦平面探测器为例， 讨论如何通过ＰＩ（Ｐｕｌ ｓｅｌｎｓｔ ｒｉｄｅｎｔ）测试系统进行参数测试并设定视场角ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ） 这个参数值．文中简要介绍了ＰＩ测试系统的功能、校验及测试方法；推导出适用于４Ｎ器件的较为 精确的视场角参数计算公式，并对典型器件以往的特性参数测试结果进行了分析及修正处理．
２ Ｐｌ测试系统简介…
ＰＩ系列是美国公司制造的低噪卢直流偏置和时钟驱动测试系统，可以用于测试电荷耦合器件、
红外探测器和焦平面阵列的特性参数（响应率、探测率、信号电平、噪声、信噪比、非均匀性和百
元等）。ＰＩ测试系统固有噪声在０．２～ｏ．３ｍＶ（带宽：ＩＭＨｚ），从整体结构设计上全面考虑了如何降
低系统噪卢的问题，例如：采用低噪声的直流偏置和脉冲驱动：分离开的模拟电源和数字电源：数
以立体角顶点为球心，做一个半径为矗的球面，用此立体角的边界在球面上所截的球面砸积嬲
除以半径平方来标志立体角的大小“１：
ｄｏ）：竺
（６）
４ ４Ｎ长波焦平面探测器视场角的计算公式推导
（Ｉ）常规ＦＯＶ参数计算方法 一般测试焦平面探测器特性参数中各像元的ＦＯＶ值是用中心像元的ＦＯＶ值来统一近似替代的 （参考Ｓｏｆｒａｄｉｒ的测试报告）．如图Ｉ，视场角所围成是一个普视的球面．己知Ｒ（冷屏窗口到探测
红外焦平面探测器
红外焦平面探测器介绍红外焦平面探测器（Infrared Focal Plane Array Detector，以下简称IRFPA）是一种用于探测红外辐射的器件，可广泛应用于航天、军事和民用领域。
它能够实时、高效地探测并转换红外辐射能量为电信号，从而实现红外图像的获取和处理。
工作原理IRFPA的工作原理基于红外辐射与物体表面的相互作用。
当红外辐射照射在IRFPA上时，它会导致IRFPA内的感光元件产生电子-空穴对。
感光元件通常由半导体材料制成，如硒化铟（InSb）、硫化镉汞（CdHgTe）等。
这些电子-空穴对随后在感光元件中分离并转换为电信号。
IRFPA的关键组件是焦平面阵列（Focal Plane Array，以下简称FPA），它由大量排列成矩阵的感光元件组成。
每个感光元件都对应于焦平面上的一个像素，因而整个FPA可以同时探测多个红外像素。
这些像素的信号经过放大和处理后，可以生成红外图像。
型号和特性IRFPA的型号和特性各不相同，取决于其应用领域和需求。
以下是一些常见的IRFPA型号和相应的特性：1.分辨率：IRFPA的分辨率指的是其能够探测到的最小单位像素数量。
一般而言，分辨率越高，探测到的红外图像越清晰。
常见的分辨率有320x240、640x480等。
2.帧率：IRFPA的帧率是指其每秒能够获取和处理的红外图像数量。
较高的帧率可以捕捉到快速移动的物体，对于一些动态场景非常重要。
3.波段范围：不同的IRFPA可以探测不同波长范围的红外辐射，如近红外（NIR），短波红外（SWIR），中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）。
选择适当波段范围的IRFPA取决于具体的应用需求。
4.灵敏度：IRFPA的灵敏度是指其能够探测到的最小红外辐射强度。
较高的灵敏度意味着IRFPA可以探测到较微弱的红外辐射，对于一些低信噪比场景非常重要。
应用领域IRFPA在多个领域具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1.热成像：IRFPA可以通过探测物体表面的红外辐射，用于热成像和温度分布检测。
红外焦平面封装窗口的金属化方法[发明专利]
![红外焦平面封装窗口的金属化方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9ff1cf73bf1e650e52ea551810a6f524cdbfcb76.png)
(10)申请公布号 CN 102002672 A(43)申请公布日 2011.04.06C N 102002672 A*CN102002672A*(21)申请号 200910194864.0(22)申请日 2009.08.31C23C 14/24(2006.01)C23C 14/14(2006.01)C23C 14/16(2006.01)(71)申请人上海欧菲尔光电技术有限公司地址200434 上海市虹口区汶水东路888号(72)发明人周东平 赵培(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司 31225代理人杨元焱(54)发明名称红外焦平面封装窗口的金属化方法(57)摘要本发明提供了一种红外焦平面封装窗口的金属化方法，该方法采用离子辅助蒸发技术实现红外封装窗口金属化区的金属化。
即在蒸发设备中装入离子能量低、离子密度高的离子源实现离子辅助，在离子辅助氛围下顺序在封装窗口金属化区上蒸镀一层铆定层、一层阻隔层和一层焊接层。
本发明的方法在离子辅助蒸发金属过程中，Ar 离子能将自身的能量传递给蒸发金属原子，有效提高金属原子在基片表面的迁移能，并且提高了金属原子对基片的注入效应，能有效提高膜层致密度，减小膜层应力，增强金属膜层与基片的附着力，改善膜层性能。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页1.一种红外焦平面封装窗口的金属化方法，在红外窗口基片上实施，其特征在于：将基片中间的红外薄膜区用掩膜覆盖，四周作为金属化区，置于蒸发设备中；在蒸发设备中装入离子能量低、离子密度高的离子源实现离子辅助，按以下步骤进行金属化：a、利用离子源清洁基片；b、在基片的金属化区上蒸镀一层Cr或Ti作为铆定层；c、在铆定层上蒸镀一层Ni、Pt或Pd作为阻隔层；d、在阻隔层上蒸镀一层Au作为焊接层。
2.如权利要求1所述的红外焦平面封装窗口的金属化方法，其特征在于：所述的离子源是由纯度99.9％～99.999％的Ar气产生的Ar离子源，离子源功率为60W～1200W，通气量为5～35sccm，工作压强为0.008～0.05Pa。
焦平面APD探测器的国内外技术现状和发展趋势
红外焦平面探测器的国内外技术现状和发展趋势一、焦平面APD探测器的背景及特点焦平面APD探测器主要是由：APD阵列和读出电路(ROIC)两部分组成，其中APD是核心元件。
1、APD雪崩光电二极管（APD）是一种具有内部增益的半导体光电转换器件，具有量子响应度高、响应速度快、线性响应特性好等特点，在可见光波段和近红外波段的量子效率可达90%以上，增益在10～100倍，新型APD材料的最大增益可达200倍，有很好的微弱信号探测能力。
2、APD阵列的分类按照APD的工作的区间可将其分为：Geiger-modeAPD（反向偏压超过击穿电压）和线性模式APD（偏压低于击穿电压）两种。
（1）Geiger-modeAPD阵列的特点优点：1）极高的探测灵敏度，单个光子即可触发雪崩效应，可实现单光子探测；2）GM-APD输出信号在100ps量级，即有高的时间分辨率，进而有较高的距离分辨率，厘米量级；3）较高的探测效率，采用单脉冲焦平面阵列成像方式；4）较低的功耗，体积小，集成度高；5）GM-APD输出为饱和电流，可以直接进行数字处理，读出电路(ROIC)不需要前置放大器和模拟处理模块，即更简单的ROIC。
缺点：1）存在死时间效应：GM-APD饱和后需要一定时间才能恢复原来状态，为使其可以连续正常工作需要采用淬火电路对雪崩进行抑制。
2）GM-APD有极高的灵敏度，其最噪声因素更加敏感，通道之间串扰更严重。
（2）线性模式APD阵列的特点优点：1）光子探测率高，可达90%以上；2）有较小的通道串扰效应；3）具有多目标探测能力；4）可获取回波信号的强度信息；5）相比于GM-APD，LM-APD对遮蔽目标有更好的探测能力。
缺点：1）灵敏度低于GM-APD；（现今已经研制出有单光子灵敏度的LM-APD）2）读出电路的复杂度大于GM-APD（需对输入信号进行放大、滤波、高速采样、阈值比较、存储等操作）。
（其信号测量包括强度和时间测量两部分）按照基底半导体材料APD可分为：SiAPD、GeAPD、InGaAsAPD、HgCdTeAPD。
锑基_类超晶格红外探测器_第三代红外探测器的最佳选择_史衍丽
〈综述与评论〉锑基Ⅱ类超晶格红外探测器——第三代红外探测器的最佳选择史衍丽（昆明物理研究所，云南昆明 650223）摘要：以多色、大面阵、高性能、低成本为特征的第三代红外探测器是当前红外探测器的发展方向及目标。
InAs/GaInSbⅡ类超晶格探测器因为独特的断代能带结构以及自身存在的材料和器件优势，在大面阵长波红外探测器、高温中波红外探测器、中波双色探测器以及甚长波红外探测器领域显示出优异的器件性能和技术成熟性，成为第三代红外探测器技术的最佳选择之一，在世界各国引起了高度的重视和发展。
就InAs/GaInSbⅡ类超晶格材料的优越性、存在的问题及近期的发展状况进行了介绍，旨在促进我国InAs/GaInSbⅡ类超晶格技术的发展。
关键词：第三代红外探测器；InAs/GaInSbⅡ类超晶格；断代能带结构；低维红外探测器中图分类号：TN215 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2011)11-0621-04Type-II InAs/GaInSb Superlattices Infrared Detectors-one ofthe Best Choices as the Third Generation Infrared DetectorsSHI Yan-li(Kunming Institute of Physics, Kunming 650223, China)Abstract：The Third-Generation infrared detectors characterized as multicolor, large array, high performance and low cost have become the development goal of the infrared detectors. InAs/GaInSb Type-II infrared materials has special broken band structure and materials merits, furthermore, the materials has been widely applied in the area of large array long wavelength infrared detectors、high temperature mid-wavelength infrared detectors、middle wavelength dual-band infrared detectors and ultra-long wavelength infrared detectors. The superior devices performance with high detectivity and excellent uniformity verified the technology superiority and maturity. It has become one of the best choices as the Third-Generation infrared detectors in the world. In this paper the material advantages, the technique issues and development status has been introduced in order to advance the development of InAs/GaInSb type-Ⅱ technology in our country.Key words：the Third-Generation infrared detectors，InAs/GaInSb Type-II superlattices，broken band structure，low-dimension infrared detectors引言红外探测器在经历了扫描型的第一代红外探测器、小规模凝视阵列的二代红外探测器的发展，在20世纪90年代提出了对第三代红外探测器的发展需求。
红外焦平面阵列参数
红外焦平面阵列参数红外焦平面阵列是一种用于红外成像的关键技术，它由多个红外探测器组成，并具有一系列参数来描述其性能。
本文将从几个重要的参数入手，介绍红外焦平面阵列的特点和应用。
1. 像素数量：红外焦平面阵列的像素数量决定了其分辨率和图像质量。
像素数量越高，图像细节信息越丰富，分辨率越高。
但同时，像素数量的增加也会导致成本上升和数据处理需求增加。
因此，在选择红外焦平面阵列时需要权衡成本和性能需求。
2. 像素尺寸：像素尺寸是指红外焦平面阵列中每个像素的物理尺寸。
像素尺寸的选择与应用场景有关。
通常情况下，小尺寸的像素可以提供更高的分辨率，但同时也会导致信噪比下降。
对于某些应用而言，如红外夜视仪，信噪比可能更为重要，因此需要选择较大尺寸的像素。
3. 像素响应频率：像素响应频率是指红外焦平面阵列中每个像素的响应速度。
像素响应频率越高，红外焦平面阵列对快速动态场景的适应性越强。
例如在红外导弹追踪系统中，像素响应频率需要达到几千赫兹，以捕捉高速移动目标的瞬时图像。
4. 灵敏度：红外焦平面阵列的灵敏度是指其对红外辐射的响应能力。
灵敏度越高，红外焦平面阵列对红外辐射的探测能力越强。
灵敏度通常用NEP（Noise Equivalent Power）来表示，即单位面积上的最小可探测信号功率。
提高红外焦平面阵列的灵敏度可以增强其在低辐射场景下的成像能力。
5. 动态范围：动态范围是指红外焦平面阵列能够处理的最大和最小信号强度之间的比值。
动态范围越大，红外焦平面阵列能够在高对比度场景下保持细节丰富的图像。
动态范围的提高通常需要采用一些特殊的设计和制造技术，如多采样和非线性校正。
6. 工作波长范围：红外焦平面阵列的工作波长范围决定了其对红外辐射波长的响应能力。
不同的红外焦平面阵列可以工作在不同的波长范围内，如近红外、中红外和远红外。
在选择红外焦平面阵列时，需要根据实际应用需求来确定所需的工作波长范围。
7. 制冷方式：由于红外焦平面阵列需要工作在极低的温度下，通常需要采用制冷技术来降低阵列的工作温度。
制冷型红外焦平面探测器原理
制冷型红外焦平面探测器原理制冷型红外焦平面探测器是一种用于红外光谱测量和红外成像的关键元件。
它可以将红外辐射转化为电信号，通过信号处理和放大，最终得到红外图像或光谱信息。
本文将从原理角度来介绍制冷型红外焦平面探测器的工作原理。
制冷型红外焦平面探测器的工作原理基于光电效应和热电效应。
当红外辐射照射到焦平面探测器上时，光电效应使得光子被吸收，激发探测器中的载流子。
然后，载流子在电场的作用下被分离，形成电荷。
这些电荷将被电极收集，产生一个电信号。
然而，由于热噪声的存在，红外探测器本身会产生一定的噪声信号，从而降低探测器的灵敏度。
为了提高探测器的性能，制冷型红外焦平面探测器采用了制冷技术，通常是通过热电制冷或制冷机制冷来降低探测器的工作温度。
降低温度可以减少热噪声，提高探测器的信号噪声比和灵敏度。
制冷型红外焦平面探测器通常由多个像素组成，每个像素都是一个微小的探测单元。
每个像素都包含一个红外探测器和相关的电子学元件。
当红外辐射通过透镜聚焦到焦平面探测器上时，每个像素都会产生一个电信号，这些电信号可以表示红外辐射的强度和分布情况。
为了进一步提高探测器的性能，制冷型红外焦平面探测器通常还包括一些辅助功能。
例如，探测器通常配备有滤波器，用于选择特定波长范围内的红外辐射。
滤波器可以通过光学设计来选择所需的波长范围，并将其他波长的辐射阻挡掉，从而提高探测器的选择性能。
探测器还包括信号处理电路和放大电路。
这些电路可以对探测器产生的微弱电信号进行放大和处理，以提高信号质量和稳定性。
信号处理电路可以对信号进行滤波、放大、调制等操作，以适应不同的应用需求。
制冷型红外焦平面探测器在很多领域都有广泛的应用。
例如，在军事领域，它可以用于夜视仪、导弹导航系统、无人机等设备中，提供夜间或低能见度环境下的图像信息。
在工业领域，它可以用于红外热成像仪，用于检测设备的故障和异常情况。
在医疗领域，它可以用于红外体温计、红外医学成像等应用，用于监测人体温度和诊断疾病。
红外热成像技术中的红外焦平面阵列的研究
第35卷，增刊、b1．35S uppl eI I l c m红外与激光工程I n砌陀d柚d L砸e r Engi nee血g2006年10月oc t．2006红外热成像技术中的红外焦平面阵列的研究万瑾，黄元庆(厦门大学机电工程系，福建厦门361005)摘要：微机电系统(M EM s)推动了红外焦平面阵列(R A)技术的发展，使红外热像仪的性能和精度得到了很大的提高。
红外焦平面阵列按照其工作原理、结构形式，制冷方式和成像方式的不同分为各种类型，比较并分析了各类型红外焦平面阵列间的不同点和各自特点。
着重介绍了红外焦平面阵列技术最新研究热点中的光量子类红外焦平面阵列和双色、多色红外焦平面阵列，以及近些年它们在国内外最新的研究成果。
最后讨论了红外焦平面阵列技术的发展趋势。
关键词：热成像；红外焦平面；红外器件中图分类号：，n忆15文献标识码：A文章编号：1007．2276(2006)增E一0053-05I nf r ar ed f ocus ane used i n i nf r a r ed t her al i agi chnoI ogy l nI r ar ed10C U S pl a ne ar r a y U S ed l n l nI r a r en U1er m aI l m agl ng t e C nn0109yW A N J i n，H I7A N G Y u锄-qi ng(Ⅸ=pa咖∞n t of M cchan i cal锄d E l e ct r i cal Engi I l∞fi ng，X i枷衄U ni v哪i哆'】(i枷蚰361005，C hi皿)A bst豫c t：A s Ini c ro—el ec仃om e chaI l i ca l syst e m s(M EM S)p删not i on砌h司眈a1pl a I l e ar r町(FPI A)妣11I l ol ogy devel opm ent，t11em l al i m a gi ng perf b咖aI l ce and accur acy ha V e be en gre at l y i m pr oV ed．T he i nf hr ed f ocus pl ane aⅡay w i t h di f!I br ent pr i nci pl e，st l l l c t ur es，re fnger at i on m ode and i m a gi ng m ode a r e s um m撕zed br i eny and c om pa r ed i n t hi s paper'and t Il e w O dd—w i de up—t o—dat e i nV e st i ga t i ons i n hot s po t s of i nf r ar ed f bcus pl ane a rr ay a r e pr e sent，f bcusi I唱on phot ons qual l t um w el l s I】R F尹I A，dual-baI l dI R R)A and m ul t j-band m凡)A．K e y w or ds：11l ennal i r nage；In丘ar ed f bcus pl ane孤豫y；111缸玳d i ns协l m entO引言红外热像仪是一种利用目标红外辐射的可探测性，通过光电转换、电信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，是集光、机、电等尖端技术于一体的高科技产品。
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四、红外焦平面器件
红外焦平面器件（IRFPA）就是将CCD、CMOS技术引入红外波段所形成的新一代红外探测器，是现代红外成像系统的关键器件。
IRFPA建立在材料、探测器阵列、微电子、互连、封装等多项技术基础之上。
1.IRFPA的工作条件
IRFPA通常工作于1〜3p m、3〜5p m和8〜12p m的红外波段并多数探测300K背景中的目标。
典型的红外成像条件是在300K背景中探测温度变化为0.1K的目
标。
用普朗克定律计算的各个红外波段300K背景的光谱辐射光子密度：
随波长的变长，背景辐射的光子密度增加。
通常光子密度高于1013/cm2s的背景称为高背景条件，因此3〜5p m或8〜12p m波段的室温背景为高背景条件。
上表同时列出了各个波段的辐射对比度，其定义为：背景温度变化1K所引起光子通量变化与整个光子通量的比值。
它随波长增长而减小。
IRFPA工作条件：高背景、低对比度。
2.IRFPA的分类
按照结构可分为单片式和混合式
按照光学系统扫描方式可分为扫描型和凝视型按照读出电路可分为CCD、MOSFET和CID等类型按照制冷方式可分为制冷型和非制冷型
按照响应波段与材料可分为1〜3p m波段
（代表材料HgCdTe—碲镉汞）
3〜5p m波段
（代表材料HgCdTe、InSb—锑化铟
和PtSi—硅化铂）
8〜12p m波段
（代表材料HgCdTe）。
3.IRFPA的结构
IRFPA由红外光敏部分和信号处理部分组成。
红外光敏部分——材料的红外光谱响应信号处理部分——有利于电荷的存储与转移
目前没有能同时很好地满足二者要求的材料——IRFPA结构多样性（1）单片式IRFPA
单片式IRFPA主要有三种类型：非本征硅单片式IRFPA
主要缺点是：要求制冷，工作于8〜14p m的器件要制冷到15〜
30K,工作于3〜5p m波段的器件要制冷到40〜65K；量子效率
低，通常为5%〜30%；由于掺杂浓度的不均匀，使器件的响应度
均匀性较差。
本征单片式IRFPA
将红外光敏部分与转移部分同作在一块窄禁带宽度的本征半导
体材料上。
目前受重视的材料是HgCdTe。
优点：量子效率较
高。
缺点：是转移效率低（n=0.9）,响应均匀性差，且由于窄禁带
材料的隧道效应限制了外加电压的幅度，则表面势不大，因此存储容量较小。
肖特基势垒单片式IRFPA
基于肖特基势垒的光电子发射效应，在同一硅衬底上制作可响
应红外辐射的肖特基势垒阵列及信号转移部分。
肖特基势垒单片式IRFPA目前受重视的材料是PtSi。
优点：因光激发过程取决于金属中的吸收，所以响应度均匀性
较好；采用的硅衬底可制成高性能的CCD转移机构。
缺点：量子效率比较低。
2）混合式IRFPA
混合式IRFPA的探测器阵列采用窄禁带本征半导体材料制作，电荷
转移部分用硅材料。
直接注入方式是将探测器阵列与转移部分直接用导线相连。
间接注入方式是通过缓冲级（有源网络）进行连接。
探测器阵列与转移部分的连接大多采用倒装式：
衬底
光伏探测器
锢丘
接点金厘
垃读出芯片
4.典型的IRFPA
（1）InSbIRFPA
InSb是一种比较成熟的中波红外探测器材料。
InSbIRFPA是在InSb 光伏型探测器基础上，采用多元器件工艺制成焦平面阵列，然后与信号处理电路进行混合集成。
已研制了采用前光照结构的1X32、1X128、1X256、1X512的线列IRFPA和背光照结构的58X62、128X128、256X256、640X480、1024X1024的面阵IRFPA。
（2）HgCdTeIRFPA
HgCdTe材料是目前最重要的红外探测器材料，研制与发展HgCdTe IRFPA是目前的主攻方向。
通常HgCdTeIRFPA是由HgCdTe光伏探测器阵列和CCD或MOSFET读出电路通过铟柱互连而组成混合式结构。
目前已研制了用于空间成像光谱仪的1024X1024短波（1〜2.5p m）
HgCdTeIRFPA，用于战术导弹寻的器和战略预警、监视系统的640X480的中波HgCdTeIRFPA及应用十分广泛的8〜12p m的长波HgCdTeIRFPA。
目前4N 系列（4X288、4X480、4X960）的扫描型和64X64、128X128、640X480凝视型的HgCdTeIRFPA已批量生产。
HgCdTeIRFPA的像素目前可作到18X18p m2。
（3）硅肖特基势垒IRFPA
硅肖特基势垒IRFPA目前已被广泛应用于近红外与中红外波段的热成像,它是目前唯一利用已成熟的硅超大规模集成电路技术制造的红外传感器，代表了当今应用于中红外波段的大面阵、高密度IRFPA的最成熟工艺。
已实现了256X256、512X512、640X480、1024X1024、1968X1968
等多种型号的器件。
硅肖特基势垒IRFPA的像素目前可作到17X17p m2。
（4）非制冷IRFPA
早在70年代就开始着手发展非制冷IRFPA，1979年美国得克萨斯仪器公司曾演示了100X100元的铌酸锶钡（SBN）热释电探测器阵列。
目前主
要研究开发的材料是氧化钒（VO）、硅、多晶硅和非晶硅等。
非制冷
2
IRFPA的像素目前可作到28X28p m2。
（5）多量子阱（MQW）IRFPA
70年代由于一些先进的晶体材料外延工艺，例如金属有机汽相沉积(MOCVD)和分子束外延(MBE)的出现，人们选择一定的衬底材料，用这两种工艺在衬底上依次交替地淀积两种不同半导体A和B薄层，形成ABABA…或其他周期性结构，薄层的厚度从几个到几十个原子层，形成一
种完全新颖的材料，称为超晶格材料，其性质取决于A和B的性质及它们的层厚。
由于A和B及它们的厚度可有很大的选择余地，因而人为地创造了一大类具有与原材料完全不同特性的材料。
目前根据A和B两种材料能带的差别，分为I、II、III类三种超晶格材料。
其中发展最快的为I类AlGaAs/GaAs超晶格材料，其中AlGaAs为势垒，GaAs为势阱，当势垒高度较高、较厚时，电子的运动被限制在势阱中，这种情况下的超晶格材料称为量子阱(QW)材料。
如果有很多相同量子阱叠加就组成了多量子阱(MQW)材料。
由量子阱构成的探测器，其探测机理不同于通常的半导体，它是发生在子带间的电子跃迁，并在外电场作用下运动形成光电流，由于子带间的能隙较窄，适宜于制作长波红外探测器。
材料稳定性好、抗辐射能力强、均匀性好的优点。
多量子阱(MQW)IRFPA是一种正在研究的新型IRFPA。