nBn InAsSb/AlAsSb中波红外探测器的设计

对nBn势垒型InAsSb/AlAsSb中波红外探测器材料进行了系统深入的理论研究。通过理论计算势垒层的厚度、组分和掺杂等结构参数对器件能带结构、暗电流和光电流的影响,分析了势垒性的温度特性、器件输运特性,揭示了nBn势垒型中波红外探测器高温工作的机制,探索降低器件暗电流的方法。完成nBn势垒型锑化物材料系统的优化设计,为高温工作的锑化物中波红外探测器研制提供理论基础和支持。     

InGaAs固体微光器件研究进展

InGaAs器件具有光谱响应宽、量子效率高、响应速度快、数字化读出、高温工作、可靠性好以及寿命长等优点,符合新一代微光器件的发展需求,在国际上成为固体微光器件的一种新选择,获得了重要的发展和应用。文章就InGaAs固体微光器件材料属性、器件性能以及成像特点等几方面进行了详细分析,介绍了当前InGaAs器件的发展趋势,以及研制320×256 InGaAs阵列的最新进展。研究结果表明InGaAs材料生长及器件工艺具有较好的可控性和稳定性,为实现高性能、实用化的InGaAs固体微光器件提供了技术支撑。     

nBn型InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外探测器光电特性研究

设计了nBn结构的InAs/GaSb II类超晶格红外探测器,从理论和实验两方面对nBn器件的暗电流特性进行了研究,研究结果表明:理论计算的暗电流和实际测试结果趋势一致。另外,研制了p-i-n结构器件并与nBn器件进行了比较,测试结果显示:在77 K温度下,nBn器件的暗电流要比p-i-n器件暗电流小2个量级。温度升高到150 K时,nBn器件暗电流变大2个量级,而p-i-n器件暗电流变大4个量级;nBn器件峰值探测率下降到1/5,p-i-n器件峰值探测率下降2个量级。可见nBn器件适合高温工作,适合高性能红外焦平面探测器的研制。     

HgCdTe阳极硫化+ZnS钝化膜表面与界面的研究

报道了HgCdTe阳极硫化+ZnS钝化膜表面与界面X射线光电子能谱(XPS)的研究及结果.系统地介绍了HgCdTe阳极硫化+ZnS钝化膜的制备,Br2-CH3OH与HgCdTe化学抛光的反应过程,阳极硫化的化学组成及生长机制.阐述了该钝化结构不同深度的组分分布及其对HgCdTe光伏器件电学特性的影响.     

离子束刻蚀HgCdTe环孔pn结I–V、RD–V特性的研究（下）

本文推导了一种可简便、准确、直观计算和分析pn结I–V特性的公式和方法，并应 用该方法对两类典型HgCdTe环孔pn结的I–V、RD–V特性进行了计算和拟合；得到了表面欧姆(反型沟道)漏 电导、二极管理想因子n随电压的分布等反映二极管结特性的重要参数。计算结果表明，对于长波HgCdTe 光伏器件而言，表面漏电流在整个暗电流中所占的比重相当大，表面漏电流严重地制约着器件性能。HgCdTe 材料的晶体缺陷会使二极管的理想因子n增大，从而使产生–复合电流及陷阱辅助隧穿电流增加。     

用PL谱评测多量子阱红外探测器外延材料

对GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器外延材料进行了光致荧光谱(PL)测量,结合理论计算,由材料吸收峰位置得到势垒高度以及势阱基态位置,并由此推算出相应的红外探测响应波长。推算结果与器件光电流实验值的对比表明,由光致荧光谱(PL)测量结果计算得到的响应波长与实际器件的响应波长有良好的一致性。     

多量子阱红外探测器衬底减薄工艺研究

GaAs衬底减薄是制作GaAs基多量子阱焦平面红外探测阵列器件工艺中重要的一步,对器件的性能有重要的影响.采用手工和机器减薄抛光相结合的方法,成功地将器件厚度从625μm降为29±2μm.在77K下,得到了器件的光响应,并对实验结果进行了分析,讨论了垂直入射引起器件光吸收的主要原因.     

新型GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器暗电流特性

对基于 Ga As/ Al Ga As系子带间吸收的一种新型量子阱红外探测器 ,采用 Poisson方程和 Schrodinger方程 ,计算了新器件结构的能带结构、电子分布特性 ,在此基础上采用热离子发射、热辅助遂穿模型对器件的暗电流特性进行了模拟 ,计算结果与器件实测的暗电流特性吻合得很好 ,说明热离子发射、热辅助遂穿机制是形成器件暗电流的主要构成机制 ,增加垒高、降低阱中掺杂浓度及降低工作温度是抑制器件暗电流的主要途径 ,计算结果对进一步优化器件的设计将起到重要的理论指导作用 .     

InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料的ICP刻蚀

分别采用 Cl2/Ar和SiCl4/Ar作为刻蚀气体对InAs/GaSb二类超晶格红外探测材料进行ICP（Inductively Couple Plasma）刻蚀。结果表明,两种刻蚀气体的刻蚀深度与刻蚀时间都呈线性关系;在2 mTorr气压下,RF功率为50 W,SiCl4流量为3 sccm,Ar为9 sccm时,刻蚀速率为100 nm/min,且与材料的掺杂浓度无关。实验还表明,SiCl4/Ar作为刻蚀气体时,Ar流量在很大范围内对刻蚀速率没用明显影响,但Ar的流量越大,刻蚀的均匀性越好;用Cl2/Ar作为刻蚀气体时,刻蚀速率也是100 nm/min,但Ar流量对刻蚀速率有影响:当Ar流量小于3 sccm时,刻蚀速率随Ar流量的减小而明显降低。     

短波红外单光子探测器的发展(特邀)

InP/InGaAs短波红外单光子探测器(SPAD)是目前制备技术较为成熟且获得广泛应用的单光子探测器,通过半导体热电制冷(TEC)即可达到的工作温度(-40℃左右),具有体积小、成本低,方便安装和携带的应用优势;另外,基于常规半导体二极管的芯片制造工艺很容易实现大面阵单光子阵列,除了探测信号,还具备三维数字成像功能。国外包括美国、瑞士、意大利、韩国、日本等对InP/InGaAs SPAD进行了长期持续的研究,目前已研制出单管的货架产品,性能还在不断的优化和改进之中,其单光子探测器阵列呈现了清晰的三维成像效果,正在逐步应用。国内包括重庆光电技术研究所、中国科学院上海技术物理所、西南技术物理研究所、中国科学技术大学、云南大学等对InP/InGaAs SPAD芯片先后进行了器件设计和器件制备研究,目前单管的性能已经达到与国外报道相当的性能。国内单光子探测器阵列的研究获得了一定的进展,但芯片规模和器件性能有待提升。文中对国内外InP/InGaAs短波红外单光子探测器的发展,在设计和研制中存在的问题,以及近10年来的优化改进进行了介绍,重点介绍了高温、高速以及单光子焦平面阵列的发展,并结合新颖...