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．     

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．     

Hg1-xCdxTe光伏探测器的钝化研究

用倒易二维点阵对HgCdTe光伏探测器钝化及其热处理行为进行了研究,发现测射沉积的钝化膜会引起HgCdTe的晶面弯曲,严重的会出现晶面扭曲和mosaic结构,而钝化后的热处理能改善MCT晶体的完整性,在不同的钝化介质层钝化MCT的研究中发现,ZnS钝化层在高温下并不稳定,而CdTe钝化层却能保持较高的耐温性能。     

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.     

HgCdTe光伏探测器反偏暗电流机制分析

HgCdTe光伏探测器在第二代和第三代红外探测器中处于主流地位.如何降低探测器的暗电流直接关系到探测器的噪声和灵敏度,其分析计算方法有多种.运用Synopsys半导体器件模拟软件对HgCdTepn结各种机制下的反偏暗电流和动态微分电阻进行了模拟计算.计算结果和相关文献报道的结果以及试验测试结果都吻合很好.     

长波HgCdTe红外探测器的暗电流机理研究进展

介绍了HgCdTe红外探测器的发展历程,详细分析了长波HgCdTe红外探测器的暗电流机制、采用同时拟合方法对暗电流参数进行提取与分析,介绍了为降低暗电流的一些新的研究进展。     

硅基HgCdTe光伏器件的暗电流特性分析

对硅基HgCdTe中波器件进行了变温电流电压特性的测试和分析。测量温度从30K到240K，得到R0对数与温度的1000／T的实验曲线及拟合结果。同时选取60K、80K及110K下动态阻抗尺与电压V的曲线进行拟合分析。研究表明在我们器件工作的温度点80K，零偏压附近主要的电流机制是产生复合电流和陷阱辅助隧穿电流。要提高器件的水平，必须降低陷阱辅助隧穿电流和产生复合电流对暗电流的贡献。     

硅基HgCdTe光伏器件的暗电流特性分析

对硅基HgCdTe中波器件进行了变温电流电压特性的测试和分析。测量温度从30K到240K，得到R0对数与温度的1000／T的实验曲线及拟合结果。同时选取60K、80K及110K下动态阻抗R与电压V的曲线进行拟合分析。研究表明在我们器件工作的温度点80K，零偏压附近主要的电流机制是产生复合电流和陷阱辅助隧穿电流。要提高器件的水平，必须降低陷阱辅助隧穿电流和产生复合电流对暗电流的贡献。     

不同钝化膜对InSb光伏探测器性能影响研究

采用3种不同钝化膜制备InSb探测器,测试不同周长/面积比二极管芯片的I-V特性曲线,通过对偏置电压为-0.1 V时的暗电流密度进行比较,分析了表面漏电流对InSb探测器性能的影响.实验结果表明SiO2+SiNx复合膜能大幅度降低器件表面暗电流,C-V测试结果也表明复合钝化膜能大幅度降低了界面固定电荷.将复合钝化膜应用到128×12815μm InSb焦平面探测器上,探测器芯片优值因子R0A≥5×104Ω·cm2,较之前(R0A≈5×103Ω·cm2)得到了极大改善.     

HgCdTe环孔p-n结光伏探测器暗电流机制

P-n结I-V特性是红外光伏探测器的一个重要指标,它直接决定了探测器的动态电阻和热噪声,决定了探测器的性能.实验主要对离子刻蚀环孔P-n结HgCdTe长波光伏探测器进行变温,I-V特性测试分析.通过对测试实验数据拟合,从理论上计算了探测器在不同温度及不同偏压下的暗电流,得到一些相关的材料和器件性能参数.希望利用分析计算结果了解工艺中存在的问题,对改进工艺及提高器件性能提供理论依据.     

子像元结构碲镉汞光伏器件暗电流特性的研究

针对碲镉汞光伏器件的暗电流随着物理面积增大而急剧增加,研究了子像元结构在降低大面积短波碲镉汞光伏器件暗电流方面的有效性.发现子像元结构在室温下相比常规结构可以有效降低器件的暗电流,但当温度降到180 K时,常规结构器件反而具有最小的暗电流,经过分析认为是子像元边界处引入的表面漏电所致.如果器件的表面态密度和表面固定电荷过多,会使得子像元边界在低温下引入表面隧穿电流和表面欧姆电流,这些与边界有关的表面漏电会成为低温下暗电流的主要成分,从而使子像元结构失去降低器件暗电流的优势.文章中同时给出了低温下子像元结构可以有效降低器件暗电流的条件,并针对不同的子像元结构,提出了漏电体积这一参量来评价不同结构子像元降低器件暗电流的效果.     

垂直p-n结的碲镉汞光伏探测器暗电流特性分析

如何提高碲镉汞焦平面探测器的制备工艺,降低暗电流直接关系到探测器的噪声和灵敏度.本文对所研制的垂直结碲镉汞光伏探测器在工作条件下的暗电流大小和构成机制进行了模拟分析,理论计算结果和实验结果吻合很好.分析结果进一步反馈了工艺中存在的问题,这对改进工艺、提高器件性能有重要的理论指导作用.     

HgCdTe钝化过程中形成的镶嵌结构及其热处理效应

通过高分辨X射线衍射仪中的二维点阵研究了溅射的CdTe介质膜对HgCdTe外延层的影响.发现在高溅射能量下沉积的钝化膜由于应力的作用,HgCdTe晶片出现弯曲及大量镶嵌结构,而这种镶嵌结构可通过合理的热处理工艺消除.     

HgCdTe钝化过程中形成的镶嵌结构及其热处理效应

通过高分辨X射线衍射仪中的二维点阵研究了溅射的CdTe介质膜对HgCdTe外延层的影响．发现在高溅射能量下沉积的钝化膜由于应力的作用,HgCdTe晶片出现弯曲及大量镶嵌结构,而这种镶嵌结构可通过合理的热处理工艺消除．     

不同介质层钝化的碲镉汞光导型探测器的氢化研究

利用氢等离子体对阳极氧化层和ZnS钝化的碲镉汞光导型探测器进行了氢化处理,发现对于阳极氧化层钝化的器件,氢化处理后性能衰退,表现在信号的降低和噪声的增加,从表面形貌的观察,发现原来呈蓝色的阳极氧化层在氢化处理后几乎完全消失,从光谱响应上表现为短波方向的响应下降,认为由于氢化过程中介质层的消失使得氢离子直接轰击碲镉汞表面,造成少子表面复合速度增加.对ZnS钝化的器件氢化处理后性能改善,表现为信号的提高和噪声的下降,从光谱响应上表现为短波方向的响应抬高,从表面形貌观察发现ZnS的颜色略有变化,台阶仪测试表明氢化后ZnS的厚度减薄了约70nm,通过SIMS测试分析发现氢化过程中H离子可以穿过ZnS层到达ZnS与碲镉汞的界面处,认为氢离子对界面态起到了钝化作用,降低了界面态密度从而提高了器件的性能.     

CO2激光制导用光伏碲镉汞四象限探测器组件

报道了ＣＯ_２激光制导用光伏ＨｇＣｄＴｅ四象限探测器组件研究的进展情况，采用中ＨｇＣｄＴｅ体晶材料已制备出直径达２ｍｍ的四象限二极管阵列，其平均探测率为１．４１×１０（１０）ｃｍＨｚ（１／２）／Ｗ，平均响应率为２１４Ｖ／Ｗ。该探测器配有四通道的前置放大器，整个组件具有３．１５×１０（１０）ｃｍＨｚ（１／２）／Ｗ的平均探测率和优于±３％的响应均匀性。     

Modeling of Dark Current in HgCdTe Infrared Detectors

This paper presents modeling work carried out using a finite-element modeling approach. The physical models implemented for HgCdTe infrared photodetectors are reviewed. In particular, generation–recombination models such as Shockley–Read–Hall through a trap level in a narrow bandgap and Auger recombination are included. These well-established models are described using widely published analytical expressions. This paper highlights both the unique set of trap parameters found to fit the dark current as a function of temperature and composition for mercury-vacancy p-type-doped photodiodes and their use in a finite-element code. An equivalent set of trap parameters is also proposed for indium n-type-doped material in a p-on-n photodiode simulated in three dimensions. Device simulations also include the impact ionization process to fine-tune the saturation dark current. Finally, excess dark current is also modeled with the help of nonlocal band-to-band tunneling, which requires no fitting parameters.     

大面积光伏碲镉汞四象限探测器的设计考虑

介绍了ＣＯ２激光制导用大面积光伏碲镉汞四象限探测器的参数设计和工艺考虑，重点讨论了材料参数对器件主要性能参数的影响，得出ｐ型衬底浓度的最佳选择范围为（０．５～１．５）×１０１６ｃｍ－３。研制结果表明，探测器的各项性能参数均达到了设计指标要求。