MMVCX光伏型HgCdTe中波探测器暗电流温度特性

研究了光伏型HgCdTe中波探测器的暗电流与烘烤时间的关系特性.编写了一种适用于n-on-p型的中波HgCdTe红外探测器的解析拟合程序.结合暗电流的主导机制有扩散机制、产生复合机制、带间直接隧穿机制和陷阱辅助隧穿机制.通过对样品不同烘烤时间的R-V曲线的解析拟合,得到了它们的暗电流成分,提取了6个特征参数.通过对比不同烘烤时间特征参数的变化,分析了烘烤对器件的影响.     

不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制

在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种光伏探测器,对器件的性能进行了测试,发现双层钝化的器件具有较好的性能.通过理论计算,分析了器件的暗电流机制,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流.通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高表面隧道电流的原因.     

不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制

在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层（CdTe+ZnS）钝化的两种光伏探测器,对器件的性能进行了测试,发现双层钝化的器件具有较好的性能．通过理论计算,分析了器件的暗电流机制,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流．通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高表面隧道电流的原因．     

长波大面积HgCdTe光导红外探测器的研究

研制的长波大面积HgCdTe光导红外探测器的面积为2.1×2.1mm~2,在80K时探测率D_p~*=1.86×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),响应率R_p=386VW~(-1),长波限λ_(co)(50%)>18μm.还研制了带有低温聚光器组合件结构的新型探测器,D_p~*=7.3×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),λ_(co)(50%)>16μm.     

一种碲镉汞长波红外探测器暗电流测试方法

碲镉汞红外焦平面探测器的暗电流一般是在无法接受到外界热辐射的状态下进行测试,这种测试方法需要在特殊的杜瓦结构里进行测试,只能在实验室进行测试。本文介绍了一种在实际应用杜瓦结构中评价碲镉汞长波红外探测器暗电流的测试方法,该方法不需要改变组件结构,仅通过常规的性能测试和利用理论公式计算就可得到暗电流数值。对320×256 长波碲镉汞探测器组件的试验结果表明,用该方法得到的暗电流结果与实验室得到的暗电流结果非常接近,可作为红外焦平面探测器暗电流评估的快捷方法。     

回熔过程对HgCdTe长波红外光伏探测器的I-V性能的影响

对三种不同工艺的HgCdTe长波器件(标准工艺、回熔处理、离子注入后退火)的I-V性能分别进行测试,并通过理论计算与实验数据拟合提取上述器件参数,分析暗电流机制及导致暗电流变化的原因。文章中使用的暗电流机制的模型由扩散电流、产生-复合电流、缺陷辅助隧道电流和直接隧道电流组成。从拟合得到的器件参数中可以发现回熔过程中产生了大量的缺陷,导致缺陷辅助隧道电流、产生复合电流显著增加,器件反偏电阻减小,I-V性能变差。与离子注入后退火器件的性能变化相比,推测导致器件回熔后性能下降的原因是ZnS钝化层受热不稳定。     

InAs/GaSb超晶格长波红外探测器暗电流特性分析

利用二极管电流解析模型分析了InAs/GaSb超晶格长波红外探测器暗电流的主导机制。首先,通过变面积二极管I-V测试证实77 K下采用阳极硫化加SiO₂复合钝化的InAs/GaSb超晶格长波红探测器的暗电流主要来自于体电流,而非侧壁漏电流;然后,利用扩散电流、产生复合电流、直接隧穿电流和陷阱辅助隧穿电流模型对InAs/GaSb超晶格长波红外探测器的暗电流进行拟合分析。结果表明:在小的反向偏压下(≤60 mV),器件暗电流主要由产生复合电流主导,而在高偏压下(>60 mV）,器件暗电流则主要由缺陷陷阱辅助隧穿电流主导。并分析了吸收层掺杂浓度对这两种电流的影响,证实5×1015~1×1016 cm?3是优化的掺杂浓度。     

光伏型长波HgCdTe红外探测器的数值模拟研究

报道了光伏型长波Hg1-xCdxTe(x=0.224)n-on-p红外探测器数值模拟研究的结果.采用二维模型,在背照射方式下,以p区厚度、两电极间距离、结区杂质浓度分布、少子寿命为参量,模拟计算了R0A积、零偏光电流与这些参量之间的变化关系.计算表明,随p区厚度增加,R0A积下降;R0A积随电极之间距离增大而增加,但量子效率随距离增大而降低,电极之间最佳距离大约为100μm;R0A积和光电流对结区杂质浓度分布形状不敏感;随少子(电子)寿命降低,R0A积和光电流下降.二维模型弥补了一维模型难以计算横向电流、电场的缺点.     

长波红外探测器

法国红外公司（Sofradir）推出一种名为维纳斯的长波红外探测器．这是一种紧凑的致冷型焦平面列阵,其规格为384×288元,像元的间距为25μm,最高帧速率为330Hz．这种探测器以HgCdTe为材料,其特点是像元均匀性高,探测和识别距离远,分辨率高,功耗低．这种探测器的应用包括装甲运输、航空飞行器和工业生产过程的控制．     

12.5 μm碲镉汞长波红外探测器暗电流研究

随着红外探测器技术的发展,延长探测器的工作波长成为重要的发展方向之一。由于工作波长随x值的变化而带隙可调,碲镉汞材料得到了广泛应用。随着波长增长,暗电流成为限制红外探测器发展的主要因素。以12.5 μm碲镉汞长波红外探测器为例,通过仿真研究了工作温度和固定电荷对其暗电流的影响,并对77 K和60 K下不同种类的暗电流进行了分析。该研究使我们对12.5 μm探测器的暗电流具有更深入的了解,为提高12.5 μm探测器的制备水平提供了方向。     

氢化对碲镉汞光伏探测器暗电流机制的影响

对碲镉汞光伏探测器进行了氢化处理,研究了氢化对器件暗电流机制的影响。通过将样品置于反应离子刻蚀过程中产生的H2/Ar等离子体氛围中来实现对样品的氢化处理,并且针对氢化处理研究设计了专门的光刻版。实验结果发现氢化后器件的电流－电压特性随着氢化面积的改变得到了明显的改善。通过对实验结果进行拟合处理,认为器件反向偏压条件下的暗电流在氢化后降低,主要是由于氢化后器件的间接隧道电流得到降低,同时器件耗尽区的少子寿命得到了明显的提高。通过提取器件电阻－电压曲线（R－V）正向偏压部分的理想因子,发现器件的正向电流在氢化前主要为产生－复合电流限制,氢化处理后则逐渐变为扩散电流限制,说明氢化导致了器件产生－复合电流的降低。     

Hg1-xCdxTe长波光伏探测器的低频噪声研究

在同一Hg1-xCdxTe晶片上（x=0．217）制备了单层ZnS钝化和双层（CdTe＋ZnS）钝化的两种器件,对器件的低频噪声和暗电流进行了测试．发现单层钝化的器件在反偏较高时具有较高的低频噪声,在对器件的暗电流拟合计算中发现,单层钝化的器件具有较大的表面隧道电流,而这正是单层钝化器件具有较高低频噪声的原因．并通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术RSM（reciprocal space mapping）研究了两种钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高的低频噪声和表面隧道电流的原因．     

碲镉汞薄膜表面钝化的研究进展

赝二元体系碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, Hg_xCd_1-xTe)材料具有优异的光电特性,是制备高灵敏度红外探测器的最重要材料之一。为了获得性能优异的Hg_xCd_1-xTe探测器及其组件,目前已经发展了各种Hg_xCd_1-xTe材料制备技术和器件制作工艺。但在各种材料制备及器件应用过程中,Hg_xCd_1-xTe表面均会受到环境和不良表面效应的影响,所以需要采用先进的钝化工艺对其表面电荷态进行处理,改善材料表面的电学物理特性,从而实现器件探测性能的提升。因此,Hg_xCd_1-xTe薄膜表面钝化工艺对Hg_xCd_1-xTe红外探测器的性能提升至关重要。总结和分析了近年来碲镉汞薄膜表面钝化层的生长方法。按照本源钝化和非本源钝化进行了分类总结和综述,分析了不同钝化方法的优缺点,并对未来碲镉汞薄膜钝化工艺进行了展望。     

Sb基nBn型红外探测器发展现状

nBn结构红外探测器具有可消除SRH产生-复合电流和表面复合电流,实现高温工作等优点,从提出就备受全球多个研究机构青睐,并已经得到组件验证。锑基nBn结构红外探测器发展尤其迅速,已经在技术上得到突破,部分产品已经获得应用,红外探测器组件最高工作温度达150 K以上。本文从nBn结构锑基红外探测器工作原理、结构优势和国外发展现状等方面对该研究方向进行了综述报道,为高工作温度、高性能红外焦平面探测器发展提供了较好方向。     

异质结构InSb-APD中波红外探测器的设计与表征

制冷要求仍然是制约中红外探测器应用的主要因素.设计了一种异质pin结构的InSb雪崩光电二极管.采用宽禁带、低复合率的材料GaSb和InP形成异质结,并将I区设计成吸收、倍增层分离的雪崩区域.该异质结构有效地抑制了扩散电流,在300 K时,JAuger被显著抑制在大小为1×10-7 A/cm2的水平.器件的主要限制是S...     

台面型InGaAs探测器暗电流及低频噪声研究

制备了一系列不同面积的台面型InGaAs红外探测器,通过周长面积比(P/A)的变化分析了器件的暗电流机制及低频噪声性能。结果表明,在现有的材料和工艺水平下,台面边缘和体内的产生复合电流都在总暗电流中占了较大部分。对测试结构器件的低频噪声测量表明,在反偏下,器件表现出明显的1/f噪声;由于边缘产生复合电流对小尺寸器件的影响大,其产生的噪声使得器件总噪声变大。这些结果表明,以后的工艺改进应注重减少边缘电流和体内产生复合电流。