资料简介索引

用液相外延技术已成功地生长了波长～1.33微米的Hg_(1-x)Cd_xTe外延层。制备和测量了光电二极管。异质结分析表明在室温下正向偏压的结电流是以产生-复合机理为主。计算得出产生-复合有效寿命为2×10~(-7)秒。在30伏反向偏压下观察到9×10~(-6)安/厘米~2的漏电流密度,二极管击穿电压为70伏。     

液相外延PbSnTe及其探测器性能

本文报导了研究液相外延生长Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te晶体薄膜和PbTe/Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te异质外延的结果。衬底是用汽相生长的Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te单晶,取向为(100)方向。在这种衬底上以较低的外延生长温度得到的碲锡铅薄层,经过In-Cd扩散制成了光伏二极管,其光谱响应峰值超过10微米。同样,以较低温度外延PbTe/PbSnTe异质结,其响应光谱峰值在10～10.6微米而截止波长<12微米。这种二极管具有较高的探测度,一般D~*__(bb)(500K,1000,1)在2～3×10~9厘米·赫~(1/2)瓦,较好的可达4×10~9厘米·赫~(1/2)瓦。目前探测度受前放系统噪声限制。对这种异质结的Ⅰ-Ⅴ特性分析表明,零偏压电阻在20～80欧姆,量子效率η～30％。二极管的Ⅰ-Ⅴ曲线与一般二极管的相似,但结电流中产生复合电流占有相当的成分。     

高性能背面光照Hg_(0.78)Cd_(0.22)Te/CdTe(λ_(截止)=10微米)平面型二极管

在Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0.22)外延层上制备了平面型红外光电二极管。Hg_(1-x)Cd_xTe外延层是用液相外延技术在CdTe衬底上生长。用离子注入法形成n~ -p结区。测得二极管的R_0A乘积在40K时为～10~5欧厘米~2,在20K时为～10~7欧厘米~2。据认为,这些R_0A值是所报导的具有相近截止波长约HgCdTe光电二极管的最高值。发现,在77～40K之间二极管的R_0A受产生-复合电流的限制。还分析了电场板极偏压对二极管性能的影响。     

PbSe/MoSe2异质结光敏二极管研制

采用分子束外延制备了PbSe与MoSe_2薄膜,使用Raman光谱和XRD衍射谱进行表征;并研制出PbSe/MoSe_2异质结光敏二极管,研究了其光电响应特性。使用1300 nm红外光源照射,在零偏压和-5 V偏压加载下,所研制异质结光敏二极管的探测率分别为5×10~9 cm·Hz~(1/2)·W~(-1)和2.9×10~(11) cm·Hz~(1/2)·W~(-1),显示出优异的光电响应特性。尤其在负偏压工作模式下,由于器件处于关断状态,具有更低的暗电流,因此,具有更高的光/暗电流比和更加优异的综合性能。     

平面型Pb_(0.8)Sn(0.2)Te光电二极管研制工作

在经过退火处理、载流子浓度为2×10~(17)厘米~(-3)、迁移率为2.3×10~4厘米~2·伏叫~(-1)·秒~(-1)叫的块状Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 材料上,通过蒸发厚度为几百埃的铟层,然后再经温度在100—200℃范围的短时间热处理,已制成了在77°K 工作、敏感红外辐射达11微米的平面光电二极管列阵。用这种工艺所制成的光电二极管具有峰值探测率2×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1),其结面积与零偏压电阻的乘积为0.8欧姆·厘米~2,量子效率为45%。本文介绍器件的特性及制备详情。     

1～14μm 用光伏HgCdTe阵列的性能

本文介绍两种成结方法:离子注入同质结和双层液相外延异质结。报导了受背景辐射限制的探测度。测量了预定包括1～3(短波长)、3～5(中波长)和8～14μm(长波长)波段的二极管R_0A理论预计值。在5×10~(-15)A/Hz~(1/2)电平下描述了暗噪声电流与频率和结偏压的关系。说明根据产生-复合和少数载流子电流扩散机理就可描述在任何有关波长和温度下的器件性能。     

汞离子注入的8～14微米Hg_(1-x)Cd_xTe红外光伏探测器

将Hg注入到Hg_(1-x)Cd_xTe中,制成2～14微米带的p-n结光伏探测器。在上述整个波长范围内都已制得了高灵敏度光电二极管。最有意义的是在8～14微米范围内的那些结果。其峰值探测度优于10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1),零偏压电阻与面积的乘积在2.4～0.12欧厘米~2之间,比响应率在1.2×10~4和5×10~2伏瓦~(-1)之间,量子效率在65％和45％间。     

离子注入Cd_xHg_(1-x)Te红外光伏探测器

用注入Al离子产生n-型区制成了Cd_xHg_(1-x)Te n-p结光伏探测器。用组分x=0.18(禁带宽相应为0.1电子伏)的材料所制成的注入式二极管在灵敏面积为200×250微米时,其零偏压电阻在77°K下为1千欧。在4～12微米范围内的光谱响应几乎是平的,量子效率在10.6微米时高达57％。在视场为30°和10.6微米时测得的探测度为7.3×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。这是曾报导过的在该波长时的最高探测度之一。这些二极管在一与CO_2激光器配合工作的外差探测系统中使用时,频率响应为1千兆赫。     

Hg~ 离子注入Hg_(1-x)Cd_x Te光伏探测器的进展

本文报导Hg~ 离子注入Hg_(1-x)Cd_xTe 光伏探测器最新的一些结果。经过挑选的二极管,在77°K 和降低背景条件下(即视场角=60°),测得3.7、8和10.1微米处峰值探测率分别等于2.8×10~(11),5.9×10~(10)和4×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1),而量子效率均超过90%。1.2×10~(-3)厘米~2的探测器,在5微米处观察到零偏压电阻与面积的乘积高于10~4欧·厘米~2,在9.5微米处高于24欧·厘米~2。电容—电压测量指出,结是突变的,在强的反向偏压下出现反常效应。面积为3×10~(-4)厘米~2的二极管,响应时问是1毫微秒。     

高质量8～14微米Hg_(1-x)Cd_xTe注入式光电二极管的p-n结特性和主要性能

实验证明如果p-型侧的掺杂级约为10~(16)厘米~(-3)或小于此,那么Ε_■0.1电子伏的Hg(1-x)Cd_xTe注入式光电二极管在77K时的零偏压电阻-面积乘积就受扩散电流的限制。而且,如果掺杂级在二极管截止波长下降时保持不变,则耗尽层中的产生-复合作用就会增加。已假设了—理论上的模型(主要以载流子复合的俄歇带间过程为基础)来解释单侧突变结的这种特性。在此基础上,估计了在77K时整个8～14微米范围内的受热限制的二极管性能。文内并提出了实验结果的定量比较。     

1—14μmPV(光伏)HgCdTe阵列的性能

最近对HgCdTe外延生长技术和器件表面钝化的研究,使光伏型红外探测器主要性能得以改进。以CdTe为衬底,用液相外延法,能生长具有任何组分的薄层HgCdTe,用这种材料制作探测器,其峰值响应能在1至14μm波长内进行调整。本文介绍了形成结的两种方式,即注入同质结和双层异质结。还报导了探测度受背景辐射限制(BLIP)的情况。为了设计1-3、3-5和8-14μm波段的二极管,从理论上预测了R_0A~((*))、频率和结偏压与暗噪声电流的关系,并以5×10~(-15)A/Hz~(1(?)2)来表征。这表明可以根据产生-复合(G-R)电流和少数载流子扩散电流的机理,在所关心的波长和温度下,讨论器件的性能。     

溅射的碲镉汞光电二极管

在汞等离子体装置中进行三极溅射制成了红外(Hg,Cd)Te光电二极管探测器。采用共溅射技术,用加偏压的金属(金或铝)辅助靶,形成了p型和n型材料。用此法制得了2～14微米光谱区的高灵敏的异质结和同质结二极管。在10.6微米时,约2×10~(-3)厘米面积的光电二极管工作于77K时,呈现的比探测度D_λ~*(10.6,900赫,1赫)为1.5～4×10~(10)厘米·赫~(1╱2)瓦~(-1),零偏压下的电阻-面积乘积在1.2～3欧·厘米~2,外量子效率为55～60％。在10~5赫频率下测得的噪声电平约10~(-9)伏·赫~(-1╱2)。     

1-3微米光谱区外延HgCdTe/CdTe光电二极管

已经成功地生长出用于1—3微米波段的有不同组分的HgCdTe/CdTe外延层。通过注入硼生长p-型层或两面注入生长p-型和n-型层以形成n~+/p结。在没有增透膜时,短波红外HgCdTe光电二极管的量子效率为55～56％。在室温下,截止波长为1.39微米的二极管,其零偏电阻—面积乘积(R_0A)是4×10~4欧姆-厘米~2。截止波长为2.4微米的光电二极管,在195K下,测量得的R_0A乘积同样是～10~4欧姆一厘米~2。二极管的R_0A乘积与能隙和温度的依赖关系,与受产生—复合模型限制的体晶的结果非常吻合。短波红外二极管的击穿电压可从12伏变到130伏以上,这要看Cd的组分(x)和本底载流子浓度而定。     

基区重掺杂的高电流增益AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管

研究了AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的电流增益和AlGaAs/GaAs异质结二极管(HD)的发光强度随偏压的变化。HBT的发射板-基极结的理想因子接近于1,这与HD中发光强度随偏压的变化关系相一致。重掺杂基区HBT电流增益的降低被认为是基区中非辐射复合电流所引起。在基区掺杂为2×10~(10)cm~(-3)的HBT中得到80的高电流增益。     

大面积和可见光响应的VPE InGaAs光电二极管

采用汽相外延工艺,已成功地制作出直径为500μm的InGaAs光电二极管。在-10伏偏压下,二极管室温工作的典型参数是:量子效率>80%(1.0—1.7μm波段);暗电流～100nA;噪声电流～0.3PA/Hz~(1/2);电容<3pF以及响应时问<1ns。C-V测最指山:n型InGaAs生长层的载流子浓度有规律地控制在≤10~(15)·cm~(-2)。还将讨论面积大至5mm     

碲化铅/碲锡铅异质结构二极管结电阻的温度关系

在28-160K温度范围内测量了液相外延制备的n-PbTe/p-PbSnTe异质结构二极管的零偏压结电阻面积乘积R_oA.采用通常的p-n结模型计算了R_oA的温度关系,并与实验曲线进行比较,结果表明:对于掺杂浓度约10~(17)cm~(-3)、77K的半峰值截止波长为11.5μm的典型二极管,在低于50K时R_oA主要受隧道电流限制.     

用阴极溅射法淀积的原生Cd_xHg_(1-x)Te外延层的结构和电学性质

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射法,在一些CdTe衬底上(总面积为20厘米~2)同时生长了碲镉汞外延层。外延层和衬底之间的过渡区很窄(约80毫微米),沿外延层表面(4厘米~2)的组分变化小于±0.01CdTe克分子分数。在4K到300K之间测量了CdHgTe外延层的霍耳系数。在77K测量,对于在300℃淀积的外延层(Cd组分为0.20克分子分数),得到的结果为:n大约等于5×10~(16)厘米~(-3);霍耳迁移率为12000厘米~2/伏·秒。对于在250℃淀积的外延层的结果为:p=1×10~(17)厘米~(-3);霍耳迁移率为55厘米~2/伏·秒。     

背面照射的锑砷铟-砷铟窄带探测器

首次制成了背面照射的高性能光电二极管,它采用液相外延的锑砷铟-砷铟异质结,在77 K时,改变其组分,能使峰值波长从3.1微米调到7微米以上。己得到窄至1760埃的半宽光谱响应(4微米时)。在77K下,内量子效率为90％,零偏压电阻面积乘积2×10~7欧厘米~2。     

高纯外延砷化镓

据报导日本电气通信研究所采用一种密闭的AsCl_3-Ga-H_2汽相外延系统,重复地生长出了高纯度的砷化镓外延层。低温(77°K)迁移率在1.8×10~5～2.1×10~5厘米~2/伏·秒的范围内。改变AsCl_3的浓度能够获得载流子浓度低于10~(15)厘米~(-3)的材料。已获得了载流子浓度为(2.0～5.3)×10~(13)厘米~(-3)的外延层,而且重复性较好。实验发现,当     

电子和Ar_2~ 分子离子的三体离解复合

本文用测量电离的Ar气电导率的方法,在几个大气压和电子平均能量约2.8电子伏的条件下,研究了当5.0×10~(-18)≤E/N≤1.76×10~(-17)伏·厘米~2时电子和Ar_2~ 分子离子的离解复合过程。结果表明,有效复合速率常数的变化从3.79×10~(-7)厘米~3/秒到1.23×10(-7)厘米~3/秒,由此计算,得到了二体离解复合速率常数α_2=(5±2)×10(-8)厘米~3/秒,三体复合反应速率常数K_p=(2.44±1.40)×10~(-27)厘米~6/秒。三体过程的贡献比二体过程约高一个数量级。