应对第三代红外焦平面技术挑战的HgCdTe分子束外延

叙述了围绕第三代红外焦平面的需求所进行的HgCdTe分子束外延的一些研究结果.75mm HgCdTe薄膜材料的组分均匀性良好,80K下截止波长偏差为0.1μm.对所观察到的HgCdTe表面缺陷成核机制进行了分析讨论,获得的75mm HgCdTe材料平均表面缺陷密度低于300cm-2.研究发现As的表面黏附系数很低,对生长温度十分敏感,在170℃下约为1×10-4.计算表明,As在HgCdTe中的激活能为19.5meV,且随(Na∑Nd)1/3的增大呈线性下降关系,反比系数为3.1×10-5meV·cm.实验发现Hg饱和蒸汽压下,对应不同的温度240,380,440℃,As在HgCdTe中的扩散系数分别为(1.0±0.9)×10-16,(8±3)×10-15,(1.5±0.9)×10-13cm2/s.采用分子束外延生长的HgCdTe材料已用于红外焦平面探测器件的研制,文中报道了一些初步结果.     

P型长波Hg1—xCdxTe材料MBE生长技术研究

用分子束外延的方法ＧａＡｓ衬底上研制了Ｐ型长波ＨｇＣｄＴｅ材料，及３２×３２小规模长波混成红外焦平面列阵，其材料的均匀性以及生长材料的参数的可重复性良好，在适当的热处理条件，材料Ｐ型电学参数达到了较高水平，并具有良好的可重复性。     

中波红外焦平面列阵探测器γ辐照效应

报道了γ射线辐照对薄膜材料碲镉汞(Hg1-xCdxTe)制备的中波红外焦平面列阵探测器性能的影响.γ射线辐照的剂量依次为3×106 rad、9×106rad、2×107 rad.测量了器件在辐照前及各个剂量辐照后的I-V特性、黑体响应、噪声等性能参数.通过分析实验数据,发现器件的暗电流,噪声随辐照剂量的增加而增大,黑体响应随辐照剂量的增大而减小.其中I-V特性受辐照影响最大,黑体响应和噪声对辐照不是很敏感.这些表明随着辐照剂量的增加,器件的性能逐步衰退.     

红外焦平面探测器封装结构热应力分析

红外焦平面探测器是一个主要由引线基板、硅读出电路、铟柱和探测器芯片组成的多层结构。由于材料层间热膨胀系数的差异,低温时探测器中会产生相当大的热应力,对探测器温度循环可靠性影响严重。为了考察红外焦平面探测器低温下的热应力情况,建立了探测器结构的有限元分析模型;利用该模型分析了引线基板热膨胀系数、弹性模量,及其厚度分别对Si、CdZnTe衬底类型的探测器热失配应力和形变的影响;根据对这两种类型探测器的分析结果,分别提出了相应的改进方法,并对方法进行了计算验证。     

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     

128元线列锑化铟光伏混成型红外焦平面器件的研制及其热成象实验

１２８元线列锑化铟光伏混成型红外焦平面器件的研制及其热成象实验王新德，张勤耀，张月琴，张雪珍，胡文军，何震凯，刘松荷，梁平治（上海技术物理研究所上海２０００８３）本文描述了１２８元线列锑化铟光伏混成型红外焦平面器件是按应用要求设计的。该器件是由１２８...     

近中红外探测器增透研究

为提高以ＧａＡｓ 为基底的中红外探测器的综合性能,从理论上验证了在ＧａＡｓ 基底上镀ＴｉＯ２ ｓｏｌ－ｇｅｌ纳米颗粒膜能够较大幅度地提高ＧａＡｓ 红外透过率,并在实验中获得了适合于镀膜的稳定ＴｉＯ２ 纳米颗粒溶胶,有效控制镀膜工艺参数,在ＧａＡｓ 基底上成功地镀上了合适的ＴｉＯ２ｓｏｌ－ｇｅｌ膜,实现了增透效果,在２．５～６．０μｍ 波段内,透射比的最大值由未镀膜的５６％ 提高到镀膜后的９４％ ．     

探针尺寸对四探针法测量薄膜电阻率精度的影响

The four-probe technique is widely used in the characterization of electrical properties of solids and thin films. To investigate the influence of finite size probes with non-planar contact on the standard four-probe method, we have proposed an image method to simulate the potential distribution within the specimen. The numerical results show that for infinitely thick samples, the standard method can only provide accurate determination of resistivity （relative error below 1%） when the ratio of the average inter-electrode spacing to the diameter of the probe is greater than 3. We have also found that disregarding the probe size brings a less dominate error than that introduced by the approximate formula, when the sample＇s thickness is close to the inter-electrode spacing.     

面向第三代红外焦平面的碲镉汞材料器件研究

文章叙述了第三代红外焦平面中所需求的碲镉汞分子束外延(MBE)的一些研究成 果。对GaAs、Si基大面积异质外延、表面缺陷抑制、p 型掺杂等MBE的主要难点问题进行了阐述。研究表明, 3 in材料的组分均匀性良好,组分x的偏差为0. 5%。晶格失配引发的孪晶缺陷可以通过合适的低温成核方法得到有效的抑制。在GaAs和Si衬底上外延的HgCdTe材料的(422) x射线衍射半峰宽( FWHM)的典型值为60～80arc·sec。大于2μm缺陷的表面密度可以控制在小于300cm- 2水平。研究发现As的表面黏附系数很低,对生长温度十分敏感,在170℃下约为1 ×10- 4。通过合适的退火,可以实现As的受主激活。采用碲镉汞多层材料已试制了长波n2on2p与p2on2n型掺杂异质结器件以及双色红外短波/中波焦平面探测器,本文报道了一些初步结果。     

CdTe／ZnS复合钝化膜的界面电学特性研究

利用ＭＩＳ结构研究了长、中、短波碲镉汞材料，新型热蒸发ＣｄＴｅ／ＺｎＳ钝化膜界面电学特性及其与工艺条件的关系．结果表明，ＣｄＴｅ／ＺｎＳ双层膜界面电学参数依赖于界面预处理条件，在适当的工艺条件下，平带电压几乎为０，固定电荷密度为－４×１０１０ｃｍ－２，慢态密度为５．１×１０１０ｃｍ－２，界面态密度为２．７×１０－１１ｅＶ－１．ｃｍ－２．