10.6μm激光辐照碲镉汞红外探测器热损伤研究

研究了Hg Cd Te红外探测器的结构以及材料特性,阐述了激光损伤Hg Cd Te红外探测器的机理,建立了Hg Cd Te红外探测器三维仿真模型,利用有限元分析法,对10.6μm CO2激光辐照Hg Cd Te探测器的温度变化情况进行了仿真,并通过参考已有文献的实验数据,验证了模型的准确性。当Hg Cd Te探测器受到峰值功率密度为5×107 W/cm2的单脉冲激光辐照时,Hg Cd Te晶体的Hg离子开始析出,探测器性能降低,并不可恢复;当激光峰值功率为108 W/cm2,探测器Hg Cd Te晶体开始出现熔融现象,此时激光能量密度为1 J/cm2;当激光峰值功率为2×108 W/cm2时,铟柱达到熔融温度,探测器会出现铟柱脱落现象,被彻底损坏。     

ZnCdTe衬底上HgCdTe分子束外延的位错密度

报道了用 MBE的方法 ,在 Zn Cd Te衬底上制备 Hg Cd Te薄膜的位错密度研究结果。研究发现Hg Cd Te材料的位错密度与 Zn Cd Te衬底的表面晶体损伤、Hg Cd Te生长条件以及材料组分密切相关。通过衬底制备以及生长条件的优化 ,在 Zn Cd Te衬底上生长的长波 Hg Cd Te材料 EPD平均值达到 4.2× 1 0 5cm- 2 ,标准差为 3 .5× 1 0 5cm- 2 ,接近 Zn Cd Te衬底的位错极限。可重复性良好 ,材料位错合格率为 73 .7%。可以满足高性能Hg Cd Te焦平面探测器对材料位错密度的要求     

碲镉汞材料非本征掺杂研究的发展

通过对近年来的部分英文文献进行归纳与分析,介绍了碲镉汞 (Hg1-xCdxTe, MCT)非本征掺杂的研究进展。MCT非本征掺杂是指杂质为Hg、Cd或Te以 外的其他元素的情况。描述了MCT晶体结构的基本概念。以一些常用杂质的性质为重点,讨论了MCT掺 杂的基本原理和对杂质的选择方法。在器件设计中控制杂质的空间分布和浓度是十分重要的。     

n-HgCdTe光导器件的两种表面钝化研究

利用 Ar 束溅射沉积技术实现了 Cd Te薄膜的低温生长 ,利用电化学方法进行了 Hg Cd Te表面自身阳极氧化膜的生长 ,利用生长的 Cd Te介质膜和 Hg Cd Te表面自身阳极氧化膜对 n- Hg Cd Te光导器件进行了表面钝化 .对两种器件的电阻、各项性能指标进行了测量分析 ,实验表明得到的 Cd Te/ Hg Cd Te界面质量已达到器件实用化水平 .     

高重频CO2激光对Hg0.826Cd0.174Te晶体的损伤

开展了HgCdTe 晶体的多脉冲热损伤问题的实验研究。采用形貌学方法对脉宽为300 ns 重复频率可调的CO2 激光器对Hg0.826Cd0.174Te 晶体的损伤阈值进行了实验测量,并建立了高重频脉冲CO2 激光辐照Hg0.826Cd0.174Te 晶体的三维热传导理论模型,分析了激光重复频率和辐照时间对晶体损伤特性的影响。研究表明:300 ns 的CO2 激光辐照时间大于10 s时,Hg0.826Cd0.174Te 晶体的损伤阈值不随辐照时间的增加而改变,其损伤阈值为1.421 4103W/cm2;激光重频对晶体的损伤阈值的影响较小,损伤阈值主要取决于辐照激光的平均功率密度。SEM 损伤结果显示:晶体损伤为热熔损伤,表面未发现由热应力造成的裂缝。理论模型获得的损伤数据和温升规律支持实验结果。该研究可为高重频CO2 激光应用、激光防护等提供参考。     

MCT晶体退火压力─温度关系及其分析

采用热重法对组分不同（x＝0．15～0．26、y＝0．50～0．54）的（Hg1-xCdx）1-yTey晶体s－g平衡体系进行了P－T关系测量（T＜560℃、P=2～76kPa）；发现x值不同的样品对P-T的影响不明显；y值偏离（y≥0．504）的样品在420±5℃有PHg降，并对此进行了分析，提出了利用此现象可以减少MCT晶体中的富Te量和改善Te组分均匀性；补充了51kPa以下的P－T数据，通过与传统相图的比较发现MCT的相存在区缩小，特别是在10kPa以下，Te饱和线逐渐向Hg饱和线靠拢，并对本征线的可能位置进行了分析。通过该研究为MCT晶体造火条件提供了精确的选择范围。     

元素材料的提纯及高纯Hg_(1-x)Cd_xTe的研究

为研制高纯度Hg_(1-x)Cd_xTe材料,我们对原材料进行了提纯,并用经过提纯的Te、Cd、Hg三种元素材料采用新的配料工艺,制备了纯度较高的耳gaCdTe晶体,获得了良好的结果。1)从Te、Cd、Hg三种原材料提纯后的检测结果看,提纯过的Cd与原材料Cd相比,其中的杂质元素Ca、Mg、Ba、Fe、Cu、Cr、Al、Mo等均可降低一个数量级。提纯过的Te与原     

块状HgZnTe晶体的生长和特性

用可移动加热器法(THM)已长出了纵向均匀度为±0.02mol、x=0.15适合于10μm探测波长的块状Hg_(1-x)Zn_xTe晶体。此材料的硬度高于(Hg,Cd)Te,表明它具有较高的键合强度。首次测到的光-电参数与从(Hg,Cd)Te中测到的参数很接近。     

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法 ,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径 40 mm的大直径 Hg Cd Te (组分 x≈0 .2 0 )晶体 .采用加压技术 ,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压 ,有效地避免了石英安瓶的爆裂 ;采用“二次配料”工艺 ,大大降低了生长温度 ;合理选择温度梯度和生长速度 ,获得了有较好结晶性和组分均匀性的 Hg Cd Te晶体 .分析表明 :Hg Cd Te晶片的载流子浓度 n77≤ 4× 10 1 4 cm- 3 ,迁移率 μ77≥ 1× 10 5 cm2 /(V· s) ,少数载流子寿命值 τ≥ 2 .0 μs,80 K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率 D*为 1.1× 10 1 0 cm· Hz1 /2 /W.     

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碑越Hg伽T.材料与探河翔研究用淬火固态再结晶法半熔再结晶法和布里奇曼法组合生长Hg沁O几Te单晶沈杰、陈建中、马可军、余中和侧冷淬火一固态再结晶法制备的Hg协伽.Te单晶的质量沈杰、陈建中、乌可军、余中和丑gCd如快速定向凝固过程的传热数学模型及其数值分析沈杰、马可军、陈建中、余中和Te溶剂法生长H歇扁Cd.Te晶体及纵向组分均匀性研究;李捍东、刘激呜、乐洪发Hg协Cd.T可CdTe夕卜延层特性的研究何景福、魏天衙、李丽、陶长远、驻维莎液相外延生长H酮dTe外延层张小平、沈杰富蹄的啼镐汞相应的理论计算以及与实验结果的比较杨彦…     

阳极氧化膜对光伏探测器的钝化作用

本文根据对阳极氧化膜与(Hg、Cd)Te界面特性的电子能谱和MIS C-V测试结果,讨论了用阳极氧化膜作光伏探测器钝化膜的可能性。提出了在(Hg、Cd)Te表面先生长一层约0.01μm阳极氧化膜作表面预处理的新设想。(Hg、Cd)Te为衬底的探测器目前常规使用的钝化膜有阳极氧化膜ZnS和SiO_2及它们     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

碲镉汞的液相外延生长

设计了一种使用良好的石墨舟 ,建立了一套能进行开管液相外延的系统 ,并利用此系统在 Cd Zn Te衬底上和在富 Te的生长条件下生长了不同 x值的 Hg Cd Te外延薄膜 .通过对外延生长工艺的控制 ,外延薄膜的表面形貌有很大的改善 ,残留母液大为减少 ,外延薄膜的组分比较均匀 ,其电学性能得到较大改善 ,Hg Cd Te外延薄膜与Cd Zn Te衬底之间的互扩散非常少 ,外延膜的晶体结构也较完整 .     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd+Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

碲镉汞阳极氧化层的化学结构分析

碲镉汞（MCT）由于其特殊的禁带宽度,成为一种重要的红外探测器半导体材料.其表面复合中心会严重影响探测器性能,为了减少复合中心及保持电学和化学稳定性,表面钝化成为必不可少的工艺步骤.根据碲、镉、汞3种元素在碱性溶液中的电极电势,计算得出阳极氧化的先后顺序为Cd＞Te＞Hg,并以其构建了一种氧化过程模型,模拟溶液中负电荷离子渗入材料和材料内部各种离子的位置及价态变化,推导出组成结构,与XPS化学组分分析结果十分吻合.在结构方面,该模型成功解释了缺Hg区、富Cd区和富Te区的存在及其位置,并通过俄歇电子能谱（AES）测试得到了验证,说明模型具有一定的合理性.     

HgCdTe分子束外延In原子的掺杂特性

报道了用 MBE方法生长掺 In N型 Hg Cd Te材料的研究结果。发现 In作为 N型施主在 Hg Cd Te中的电学激活率接近 1 0 0 % ,其施主电离激活能至少小于 0 .6me V。确认了在制备红外焦平面探测器时有必要将掺杂浓度控制在约 3× 1 0 1 5cm- 3水平。比较了高温退火前后 In在 Hg Cd Te中的扩散行为 ,得出在 40 0°C温度下 In的扩散系数约为 1 0 - 1 4cm2 / sec,确认了 In原子作为 Hg Cd Te材料的 N型掺杂剂的可用性和有效性     

工作在8～14μm波段的不致冷光导HgCdTe探测器

提供了在室温工作的(Cd,Hg)Te光导探测器的结构、制做和性能以及关于这种探测器的理论和探测率、响应率及输出信号的表达式。估价了这些探测器的性能限。给出了工作在10.6μ的不需致冷的(Cd,Hg)Te探测器的基本参数测量的实验数据。把实验结果与理论预计进行了比较,发现它们符合得很好。提供了不致冷的(Cd,Hg)Te光导探测器的实际应用的一些例子。我们的研究结果表明:设计和制成在8～14μ工作的非致冷(Cd,Hg)Te光导探测器是可能的。     

中波碲镉汞光电二极管pn结特性研究

采用液相外延(LPE)生长的中波Hg Cd Te薄膜,基于B离子注入n-on-p平面结技术,制备了LBIC测试结构和I-V测试芯片并进行了相应的测试和分析。LBIC测试结果表明,Hg Cd Te pn结实际结区尺寸扩展4~5?m,这主要与光刻、B离子注入以及注入后低温退火等器件工艺有关。二极管器件C-V和I-V特性研究表明,所制备的Hg Cd Te pn结不是突变结也不是线性缓变结。中波Hg Cd Te二极管器件最高动态阻抗大于30 G?,器件优值R0A高达1.21×105?cm2,表现出较好的器件性能。     

HgCdTe分子束外延In掺杂研究

报道了用 MBE方法生长掺 In的 n型 Hg Cd Te材料的研究结果 .发现 In作为 n型施主在 Hg Cd Te中电学激活率接近 10 0 % ,其施主电离激活能至少小于 0 .6 m e V.确认了在制备红外焦平面探测器时有必要将掺杂浓度控制在～ 3× 10 1 5 cm- 3水平 .比较了高温退火前后 In在 Hg Cd Te中的扩散行为 ,得出在 40 0℃温度下 In的扩散系数约为10 - 1 4 cm2 / s,并确认了 In原子作为 Hg Cd Te材料的 n型掺杂剂的可用性和有效性 .     

(HgCd)Te探测器Franz-Keldysh效应有效强度的一种表征方法

提出一种表征 ( Hg Cd) Te探测器 Franz- Keldysh效应有效强度的简易方法 ,即用 ( Hg Cd) Te探测器在反偏压及零偏压时的输出电压比来表征其 Franz- Keldysh效应有效强度的强弱 ,实验结果证实了这种方法有效、可行 .