0.1eV HgCdTe光导探测器的1/f噪声特性

在77K和10~(14)phcm~(-2)s~(-1)光子背景条件下,测量了具有新的电极结构和不同尺寸的0.1eV HgCdTe光导探测器的灵敏度。依照响应率数据,通过解非平衡少数载流子一维扩散方程,导出产生-复合噪声(g-r噪声)和少子寿命,然后讨论了1/f噪声问题,并得出特征性结论。     

热电制冷HgCdTe中波红外探测器的研制

利用碲镉汞(HgCdTe)体晶材料,采用HgCdTe材料拼接技术、磨抛技术等成熟的探测器芯片制备工艺以及三级热电制冷技术,设计并研制出了热电制冷型13元HgCdTe中波红外光导探测器。在-50℃时,峰值电压响应率可达2.7×104 V/W,峰值探测率达到2.3×1010 cm·Hz1/2·W-1,响应波段在3.0~4.6mm之间,峰值响应波长为4.2mm。     

用于红外辐射的Cd_xHg_(1-x) Te光伏探测器的一些性质

已经制备了使用Cd_XHg_(1-X)Te 晶体工作在77—300°K 温度范围的p-n 结光伏探测器,结是由真空中或汞气氛中热处理p 型样品而制得。本程序使在p 型基底上产生一厚度为几十微米的n 型表面层。在遍及77—350°K 温度范围测定了伏安特性和结电容。回时,对于波长1—15微米在77°K 和300°K 测定了光电压,从已进行的测量发现,对于所研究的探测器,77°K 时最大光电灵敏度和探测率分别为1000伏/瓦和10~9—10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1)量级。发现光灵敏度极值在1—9微米波长范围内随着结区组分偏离的改变而漂移。     

高性能宽频带碲镉汞探测器

本文研究77°K工作的8～14微米碲镉汞探测器的响应率与探测器噪声的频率关系。结果表明,这些参数具有同样的频率关系与拐角频率。对D_λ~*～5×10~(10)厘米~(1/2)瓦~(-1)的探测器,实验得出f~*值≥10兆赫。同时看出,结果与假定空穴和电子寿命相等的简单光电导理论一致。     

8～14微米碲镉汞材料电参数与光电导探测器性能的关系

本文阐述不同退火温度下获得的材料电学参数。选择合适的退火温度,可以得到性能优良的电学参数材料。同时较详细地列出了退火后的材料在低温(77K)和室温电阻率变化及光电导样品在低温(77K)和室温电阻值的变化对光电导探测器探测率的影响。电阻率相对变化在10倍左右的材料可以制得性能较好的光电导探测器样品,最高黑体探测率D_(bb)~＊=2×10~(10)厘米·赫~(1/2)瓦~(-1)。     

Sb~ 离子注入Pb_(0.97)Hg_(0.03)Te光伏探测器

用Sb~ 离子注入制备了p型Pb_(1-x) Hg_x Te p-n结光伏探测器。在295K时,用布里奇曼法生长的Pb_(0.97)Hg_(0.03)Te晶体的比电阻为0.01欧·厘米。研究了在77K和295K时的电流-电压特性和光谱响应。在77K时,表面为7.8×10~(-3)厘米~2的二极管的零偏压电阻面积乘积为228欧·厘米~2。在295K时,峰值探测度是在3.2微米处,截止波长在～3.9微米。在77K,视场为30°,背景为295K时,出现在4.95微米处的峰值探测度为1.14×10~(11)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。峰值量子效率约为30％,截止波长为～5.4微米。     

0.1eV n型HgCdTe光电导体双极迁移率与温度的关系

根据过剩少数载流子寿命和高、低电场下响应率之比的实验结果,在10～100K温度范围内,推导了0.1eV n型HgCdTe光电导体双极迁移率与温度的关系。发现温度超过60K时,双极迁移率呈指数下降,而在30K和60K之间时为常值。温度超过60K的这种迁移率的性质表明,主要的散射机理是一种具有～16meV光子能量的极性光学光子的散射。这一结果对于SPRITE探测器的设计是有帮助的。     

高探测率的GaAs/AlGaAs多量子阱长波长红外探测器

探测器采用50周期GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As多量子阱结构的分子束外延材料,并制成直径为320μm的台面型式单管.其器件主要性能和指标如下:探测峰值波长为 9.2 μm,工作温度为77 K,峰值电压响应率 R_v= 9.7× 10~5V/W,峰值探测率 D~*= 6.2 × 10~(10)cmHz~(1/2)/W.     

HgCdTe光导探测器比探测率的特性分析

从信号和噪声两个方面分析了HgCdTe光导探测器自身温度变化对比探测率D*的影响,并在理论层面上对比探测率的表达式进行了推导。理论分析表明:温度变化影响载流子的浓度和寿命,从而影响信号与噪声的大小,降低探测器的温度可使得探测器的比探测率得到一定程度的提高。通过MATLAB仿真,分析了组分和厚度的变化对Hg1-xCdxTe光导器件的截止波长和峰值波长的影响情况,为使HgCdTe光导探测器在工作波段内有较高的探测响应,当探测器工作在某一温度,应选择合适的组分x和厚度d。     

雪崩光电探测器的击穿效应模型分析

基于CMOS工艺制备了空穴触发的Si基雪崩探测器(APD),基于不同工作温度下器件的击穿特性,建立空穴触发的雪崩器件的击穿效应模型。根据雪崩击穿模型和击穿电压测试结果,拟合曲线得到击穿电场与温度的关系参数(dE/dT),器件在250～320 K区间内,击穿电压与温度是正温度系数,器件发生雪崩击穿为主,dV/dT=23.3 mV/K,其值是由倍增区宽度以及载流子碰撞电离系数决定的。在50～140 K工作温度下,击穿电压是负温度系数,器件发生隧道击穿,dV/dT=-58.2 mV/K,其值主要受雪崩区电场的空间延伸和峰值电场两方面因素的影响。     

红外探测用PbTiO_3铁电薄膜门场效应晶体管

制成了PbTiO_3铁电薄膜门FET,它是作为在室温下工作和在宽的频谱范围内具有红外灵敏度的红外探测器之用。在铂箔上用RF溅射法沉积PbTiO_3膜的介电常数为200,最大剩余极化为27微库/厘米~2。沉积在涂铂云母上的膜获得了电压响应率R和探测率D分别为330伏/瓦和1.5×10~8厘米赫~(1/2)/瓦(20赫、1赫)的热电响应。测量是从白炽灯光源通过Ge滤光器的红外光辐照下进行的。为控制电流沟道上的表面势,在SiMOSFET门上沉积了PbTiO_3薄膜。FET也具有R_v和D分别为390伏/瓦和3.5×10~5厘米赫~(1/2)/瓦的热电灵敏度。在CO_2激光器脉冲辐照下通过测量输出获得了上升时间为～3.5微米的快速响应。     

射频多阴极溅射制备Pb_xSn_(1-x)Te薄膜

优质的外延Pb_xSn_(1-x)Te膜最初是在锗基片上制得的。用射频多阴极系统同时或逐个以不同速率从三个靶进行溅射成膜。当基片低于普通蒸发技术所需温度时在NaCl和BaF_2基片上可获得Pb_xSn_(1-x)Te多晶膜。采用共溅射技术,控制金属或碲的过量可获得n型和p型Pb_xSn_(1-x)Te膜,其电性能接近最佳的单晶值。把Pb_xSn_(1-x)Te膜淀积在硅和锗基片上做成中红外探测器列阵,可以很容易与全集成热成象系统电子读出元件相结合。峰值D~＊用光导外延膜可达2.4×10~8厘米·赫~(1/2)瓦。多晶膜淀积在复盖有SiO_2膜的Ge片或Si片上显示出很高的响应率(480伏/瓦),D_λ~＊(8.5微米,800,1)在77°K和2π球面度视场角时大于10~9厘米·赫~(1/2)瓦。报导了线列阵探测器的噪音、响应率及探测度的测试。     

碲镉汞光导探测器掺杂表面层特性

把掺杂层对HgCdTe光导探测器表面的影响视为掺杂层电活性载流子与基底材料电活性载流子之比的函数关系,作了理论研究。结论是:在较薄层正面和背面作适当掺杂,可能提高光导探测器的响应率。     

自支撑P(VDF-TrFE)红外探测器（英文）

制备了具有自支撑绝热结构的Al/P(VDF-TrFE)/NiCr红外探测器单元,其中NiCr半透明膜作为探测器的上电极和吸收层.实验结果表明:P(VDF-TrFE)薄膜具有很好的铁电性和热释电性,其铁电剩余极化强度和热释电系数分别为7.1μC/cm~2和27μC/m~2K;探测器单元在10 Hz工作频率下对黑体温度500 K的辐射源的电压响应率和探测率分别为1500 V/W和5×10~7 cmHz~(1/2)W~(-1);通过对电压响应率随频率变化的实验数据进行拟合,得到探测器单位面积的热导和吸收率分别为2.5×10~(-3) W/cm~2K和0.1;利用P(VDF-TrFE)探测器单元可对目标物体实现热成像.     

Hg~ 离子注入Hg_(1-x)Cd_x Te光伏探测器的进展

本文报导Hg~ 离子注入Hg_(1-x)Cd_xTe 光伏探测器最新的一些结果。经过挑选的二极管,在77°K 和降低背景条件下(即视场角=60°),测得3.7、8和10.1微米处峰值探测率分别等于2.8×10~(11),5.9×10~(10)和4×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1),而量子效率均超过90%。1.2×10~(-3)厘米~2的探测器,在5微米处观察到零偏压电阻与面积的乘积高于10~4欧·厘米~2,在9.5微米处高于24欧·厘米~2。电容—电压测量指出,结是突变的,在强的反向偏压下出现反常效应。面积为3×10~(-4)厘米~2的二极管,响应时问是1毫微秒。     

外延碲镉汞红外光伏探测器

用碲镉汞外延层制备了在77～130°K温度范围内工作的快速灵敏光伏探测器。采用结区形成技术就要牵涉到材料化学计量上的偏差。在77°K时,每个量子的光谱响应在很宽的波长范围内(3～14微米)都是平的,此时所测得的探测度值是3×10~9～3×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。外部量子效率是13％左右。时间常数不到1毫微秒。     

光学浸没型双色HgCdTe光导探测器

本文利用光学浸没原理以及叠层双色探测器工作原理,研制出浸没型3μm～5μm,8μm～12μm双色HgCdTe光导探测器.3μm～5μm探测器峰值探测率可达10~(11)cmHz~(1/2)/W;8μm～14μm探测器峰值探测率达7.0×10~(10)cmHz~(1/2)W.峰值响应率可达10~3V/W.     

7μmGaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器

利用GaAs(51(?))/Al_(0.36)Ga_(0.64)As(200(?))多量子阱结构实现了黑体辐射的探测,探测器的峰值波长为7μm,77K温度下D~*达到1.09×10~9cm·Hz~(1/2)·W~(-1),电压响应率为2.5×10~4V·W~(-1).     

长波大面积HgCdTe光导红外探测器的研究

研制的长波大面积HgCdTe光导红外探测器的面积为2.1×2.1mm~2,在80K时探测率D_p~*=1.86×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),响应率R_p=386VW~(-1),长波限λ_(co)(50%)>18μm.还研制了带有低温聚光器组合件结构的新型探测器,D_p~*=7.3×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),λ_(co)(50%)>16μm.     

PbTe高频溅射红外探测器

用高频氧反应溅射PbTe薄膜已制成高质量红外探测器。在90°K的工作温度下,这些器件接近于300°K背景噪声限光导探测性能。在视场为2π球面度时获得的峰值响应率高于10~6伏/瓦,峰值探测度D_λ~*为8.5×10~(10)厘米赫~(1/2)/瓦。