HgCdTe薄膜材料组分分布对器件响应光谱的影响

研究了HgCdTe液相外延薄膜的纵向组分分布对探测器响应光谱的影响.提出了一种计算HgCdTe红外探测器响应光谱的模型,模型中综合考虑了薄膜的实际组分分布以及光在器件各层结构中的相干、非相干传输.计算结果表明,在探测器的光吸收区,HgCdTe液相外延薄膜的组分梯度及其产生的内建电场可以显著地提高器件的响应率.通过与实验数据进行比较,验证了模型的适用性.     

液相外延生长过程中外延层厚度的卷积计算方法

讨论了液相外延生长过程中外延层厚度与生长条件的关系。在生长速率决定于溶质扩散的前提下,推导出了外延层厚度的卷积表达式。利用这一表达式,可以得出不同液相外延工艺中外延层厚度与生长时间、冷却速率的关系。并且,外延层厚度的卷积算法可以应用于更为复杂的生长条件 ,例如：非均匀的降温速率、非线性的液相线形状以及有限的生长溶液等。     

Au掺杂HgCdTe材料的光电特性

Au掺杂是改善光伏型HgCdTe红外探测器性能的一种技术途径,通过Au掺杂来取代HgCdTe材料中的本征的Hg空位,可以提高材料的少子寿命和少子扩散长度。采用液相外延技术生长了Au掺杂的HgCdTe外延材料,Au的掺杂浓度为~8×1015/cm3,通过富Hg退火技术来抑制材料中的Hg空位,Hg空位的浓度控制在1~2×1015/cm3。变温霍尔测试表明,退火材料中的受主杂质能级为8~12 meV,并且与退火条件相关。采用Au掺杂材料和离子注入成结工艺制备了截止波长为14 μm的甚长波红外焦平面器件,测试结果显示,用Au掺杂取代Hg空位掺杂,可以显著提高红外探测器的光响应率,探测器的内量子效率可以达到95%以上。     

利用刻蚀工艺制备碲镉汞雪崩光电二极管

碲镉汞雪崩光电二极管是第三代红外焦平面探测器的主要发展方向之一.提出一种利用离子束刻蚀工艺制备碲镉汞雪崩光电二极管器件的方法,并研究了截止波长、耗尽区厚度与器件增益的关系.利用此方法制备截止波长4. 8μm的中波器件在17 V反向偏置下增益可达1 000.对器件进行了噪声频谱测试,计算了其过剩噪声因子.     

用C语言实现的AVL树查找方法

按照AVL树给定的算法模型,阐述了实现平衡二叉树内部查找和外部查找的过程和方法,并给出了用C语言实现的有关函数的源程序清单。     

液相外延HgCdTe薄膜组分均匀性对器件响应光谱的影响

研究了HgCdTe液相外延薄膜的组分均匀性对器件响应光谱的影响。提出了一种计算HgCdTe红外探测器响应光谱的方法,考虑了HgCdTe液相外延薄膜的纵向组分分布和横向组分波动,以及光在器件各层结构中的相干、非相干传输。使用该方法计算了响应光谱的峰值响应率和截止波长液相外延HgCdTe的互扩散区厚度z和组分均方差的变化规律。结果表明:对于一般的HgCdTe外延薄膜,小于0.002,不需要考虑横向组分波动的影响。同时计算了峰值响应率和黑体响应率液相外延HgCdTe的总厚度的变化规律,可以得到最佳的吸收区厚度。     

液相外延碲镉汞中砷离子注入与激活表征研究

As在HgCdTe材料中具有较小的扩散系数,可以形成较为稳定的结构,广泛应用于HgCdTe的p型掺杂。在p-on-n型碲镉汞红外探测器的制备中As掺杂是重要的制备方法。针对在制备过程中存在无法精确测量As激活率的问题,提出采用低温弱p型退火辅助差分霍尔测试的方法,获得了载流子浓度分布,从而通过与SIMS测试结果对比得到长、中波液相外延HgCdTe样品中As的激活率,并分析了退火等工艺对As掺杂后激活率的影响。     

50 mm×50 mm高性能HgCdTe液相外延材料的批生产技术

采用富碲垂直液相外延技术实现了50 mm×50 mm×3高性能碲镉汞外延材料的制备.外延工艺的样品架采用了三角柱体结构,并设计了防衬底背面粘液的样品夹具.为保证大面积材料的均匀性,工艺中加强了对母液温度均匀性和组分均匀性的控制,50 mm×50 mm外延材料的组分均方差达到了0.000 4,厚度均方差达到了0.4μm.在批量生产技术中,加强了对单轮次生长环境的均匀性和生长轮次之间生长条件一致性的控制,同一轮次生长的3片材料之间的组分偏差小于0.000 4,厚度偏差小于0.1μm,不同生长轮次之间材料的组分之间的波动在±0.002左右,厚度之间的波动在±2μm左右.工艺中对碲锌镉衬底的Zn组分、缺陷尺寸和缺陷密度也加强了控制,以控制大面积外延材料的缺陷,晶体双晶衍射半峰宽(FWHM)小于30弧秒,外延材料的位错密度小于1×105cm~(-2),表面缺陷密度小于5 cm~(-2).外延材料经过热处理后,汞空位型的P型Hg0.78Cd0.22Te外延材料77 K温度下的载流子浓度被控制在8~20×1015cm-3,空穴迁移率大于600 cm2/Vs.材料整体性能和批生产能力已能满足大规模碲镉汞红外焦平面探测器的研制需求.