短波红外纳米PbSe薄膜制备及光电性能研究

采用化学沉淀的方法在石英衬底上制备了短波红外纳米PbSe薄膜.XRD,SEM,TEM以及红外透射光谱测试分析结果表明,所制备的PbSe薄膜为纳米多晶薄膜,表面平整致密,薄膜的晶粒尺寸为10 nm左右,由于量子效应,薄膜吸收截止边相对PbSe体材料蓝移至1.6 μm；经过敏化、光刻及金属化制备了PbSe单元光导探测器,在...     

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料台面腐蚀

研究了InAs/GaSbⅡ类超晶格的几种台面腐蚀方法.实验所用的InAs/GaSbⅡ类超晶格材料是使用分子束外延设备生长的,材料采用PIN结构,单层结构为8 ML InAs/8 ML GaSb.腐蚀方法分为干法刻蚀和湿法腐蚀两大类.干法刻蚀使用不同的刻蚀气氛,包括甲基、氯基和氩气;湿法化学腐蚀采用了磷酸系和酒石酸酸系的腐蚀液.腐蚀后的材料台阶高度是使用α台阶仪测量,表面形貌通过晶相显微镜和扫描电镜表征.经过对比研究认为,干法刻蚀中甲基气氛刻蚀后的台面平整,侧壁光滑,侧壁角度为约80度,台阶深度易控制,适合深台阶材料制作.湿法腐蚀中磷酸系腐蚀效果好,台面平整,下切小,表面无残留,适用于焦平面红外器件制作工艺.     

锑化物中/中波双色红外探测器研究进展

面对第三代红外探测器对多波段探测的需求,中/中波双色同时获取两个波段的目标信息,对复杂的背景进行抑制,可以有效排除干扰源的影响,提高了探测的准确性,增强了在人工及复杂背景干扰下的目标识别能力,因此中/中波双色探测器设计和制备最近快速发展起来。锑化铟红外探测器通过分光可实现两个中波波段的探测,锑化物Ⅱ类超晶格探测器通过能带结构设计实现多波段探测。本文阐述了锑化物中/中波双色红外探测器的主要技术路线和目前研究进展,与传统InSb双色探测器相比,中/中波双色超晶格红外器件用于红外成像探测具有鲜明的特点和优势,但需要在探测器结构设计、锑化物超晶格材料生长、阵列器件制备等方面进行进一步研究,以提高探测性能,满足工程化应用需求。     

GaSb衬底上InAsSb材料的电学性能研究

采用分子束外延(MBE)法在GaSb衬底上生长了不同组分的InAsSb外延膜。通过引入Al GaSb插层,实现对导电GaSb衬底上InAsSb材料电学性质的定性表征,并研究了生长温度和晶格失配对InAsSb外延层电学性能的影响。测试结果表明,在较低生长温度下获得的样品表面会形成缺陷,且其电学性能较差。对于一定晶格失配的样品,提高生长温度能获得较好的电学性能。     

InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器量子效率计算研究

首先分析了量子效率计算的相关理论,然后分析利用红外中波In As/Ga SbⅡ类超晶格材料进行光伏探测器研制,在对器件进行电学性能测试及光谱响应测试基础上,利用理论分析和测试数据计算出研制器件的实际电流响应率,再将实际电流响应率与理论分析的电流响应率相比,同时消除芯片表面Si O2钝化层光学透过率的影响,计算出器件对红外波段2~6μm辐射响应的量子效率最高可达35%,达到了国外同类型器件响应的量子效率指标。本文的研究为评价In As/Ga SbⅡ类超晶格红外探测器的光电转换性能提供了一种有效的方法。     

Pt/CdS Schottky紫外探测器的光电性能研究

制备了Pt/CdS Schottky紫外探测器,对Pt/CdS Schottky紫外芯片对中波红外(3~5μm)的透过率进行了研究,并对器件光电性能进行了测试分析。通过优化Pt电极制备条件及对SiO2增透膜的研究,使Pt/CdS Schottky紫外芯片对中波红外波段的透过率达到85%。室温300 K下,所制备Pt/CdS Schottky紫外探测器在零偏压处的背景光电流为-0.063 nA,在+6 V时的暗电流密度为7.6×10-7 A/cm2,R0A达到7.2×104Ω·cm2,其50%截止波长为510 nm。     

InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究

InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀.研究了三种等离子刻蚀气体(Cl2基, Ar基和CH4基)对超晶格的刻蚀效果,SEM结果表明,CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑;之后采用湿法腐蚀工艺,用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤,分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果,结果表明,磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好,且腐蚀速率更加稳定.采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器,其I-V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流,其77 K时动态阻抗R0A =1.98104 cm2.     

InAs/InAsSb超晶格红外中/中波双色焦平面探测器研制

超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。双波段红外探测器能够通过对比两个波段内的光谱信息差异,对复杂的背景进行抑制,提高探测效果,在需求中尤为重要。本文开展了InAs/InAsSb超晶格中/中双色焦平面探测器设计及制备技术研究,从器件设计、材料外延、芯片加工等方面展开研究,制备了中心距30 μm的320×256 InAs/InAsSb二类超晶格中/中波双色焦平面探测器。器件短中波峰值探测率达到7.2×10¹¹ cm·Hz^1/2W^-1,中波峰值探测率为6.7×10¹¹ cm·Hz^1/2W^-1,短中波有效像元率为99.51%,中波为99.13%,获得了高质量的成像效果,实现中中双色探测。     

化学浴沉积PbSe多晶薄膜及其光电性能初探

分别以硒脲和硒粉为Se2-制备剂的主要原料,用化学浴沉积法制备了PbSe多晶薄膜。对所制备薄膜用形貌、XRD、TEM和红外透射谱等方法进行表征分析。两种制备方法均获得了结晶度良好的PbSe多晶薄膜。以硒粉所制备的PbSe薄膜颗粒度为1μm,以硒脲所制备的薄膜颗粒度为0.3μm,小颗粒薄膜出现红外吸收限蓝移现象。测得由所制备的薄膜得到的PbSe光导型探测器原型器件的电压响应率为1200 V/W。     

InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究

InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀。研究了三种等离子刻蚀气体(Cl2基, Ar基和CH4基)对超晶格的刻蚀效果,SEM结果表明,CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑;之后采用湿法腐蚀工艺,用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤,分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果,结果表明,磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好,且腐蚀速率更加稳定。采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器,其I- V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流,其77 K时动态阻抗R0A =1.98×104Ωcm2。