窄禁带半导体光电二极管的最新进展（下）

隧道电流和R0A乘积主要取决于掺杂浓度.图5表示77 K温度工作、一面突变的HgCdTe、PbSnTe、PbSnSe光电二极管(Eg=0.1 eV)的R0A乘积与掺杂浓度的关系.对于HgCdTe和铅盐探测器来说,要想产生高数值的RoA乘积,就分别需要1016 cm-3和1017 cm-3(或略少些)的掺杂浓度.由于要避免产生隧道效应而所能获得的最大掺杂浓度是Ⅳ族光电二极管比HgCdTe光电二极管要高一个数量级[11].这是由于前者的介电常数εs很高,因为隧道效应对RoA乘积的贡献包含着exp[常数m*εs/N)1/2Egl因子,亦即呈现指数增加的关系.     

窄禁带半导体的光电跃迁效应

光电跃迁效应是窄禁带半导体红外探测器的基本物理过程。本文主要论述窄禁带半导体碲镉汞的带间光吸收跃迁的理论和实验。文中阐述了带间光吸收效应的基本规律的发现及其科学意义,介绍了这些规律在碲镉汞红外探测器材料器件设计中的应用,以及它在解释近年来发现的HgCdTe光电二极管电致负荧光现象方面的应用。     

窄禁带半导体的光电跃迁效应

光电跃迁效应是窄禁带半导体红外探测器的基本物理过程。本文主要论述窄禁带半导体碲镉汞的带间光吸收跃迁的理论和实验。文中阐述了带间光吸收效应的基本规律的发现及其科学意义,介绍了这些规律在碲镉汞红外探测器材料器件设计中的应用,以及它在解释近年来发现的HgCdTe光电二极管电致负荧光现象方面的应用。     

红外光电探测技术在测量半导体薄膜禁带宽度上的应用

采用红外吸收光谱方法测量半导体禁带宽度E_■,由于对样品制作工艺要求较严,而不易推广。本文提出的采用红外光电探测技术通过测量半导体光电导率随照射在样品上的光波波长的变化规律来推出E_(?)的方法,放宽了对样品制作工艺的要求,测试设备也不复杂,其测得的结果(单晶硅E_(?)=1.12eV和多晶硅E_(?)=1.3～1.52eV)均与理论分析和用其他方法测得的结果相符。因此,此方法可广泛地应用于各种半导体材料参数的测量和研究。     

窄禁带半导体的自由载流子吸收

从理论和实验上研究了77K和300K温度下,本征型半导体InSb,Hg_(1-x)Cd_xTe,Hg_(1-x)Mn_xTe和高掺杂Hg_(1-x)Cd_xTe在2.5～50μm波段范围内的自由载流子吸收,结果表明:对于所研究的三种本征型样品,均是极性光学声子散射起主要作用,对于InSb还应考虑声学声子和电离杂质散射。对有缺陷的Hg_(1-x)Mn_xTe样品,理论计算的自由载流子吸收系数与实验值不一致,表明存在附加的散射机制,对高掺杂Hg_(1-x)Cd_xTe的研究证实了这一假设。还讨论了非弹性电子-声子散射机制的起因,估算了特性参数。     

用于红外探测的HgCdTe光电二极管：述评（上）

1959年,英国皇家雷达科学研究院发表了第一份关于将半金属HgTe和宽带隙半导体CdTe合成为半导体合金HgCdTe的报告.这篇富有创造力的论文报告了HgCdTe在12μm以下波长上的光导和光伏响应,并保守地认为,这种材料有希望成为本征红外探测器的制作材料.     

如何选用雪崩光电二极管

如何选用雪崩光电二极管光学测量在各种科学、医学和工业应用中起着重要作用。简单光学系统用廉价光电池进行光探测，但许多应用要求有较高灵敏度和精度。传统方法是用光电倍增管获得高灵敏度。然而，光子水平灵敏的光电倍增管价格高昂，而且易碎、对磁场灵敏、与尺寸大小...     

新一代近室温光电探测器（上）

红外光电探测器的主要虽需要进行致冷,以便抑制会导致噪声的自由载流子的热产生。本文将讨论在不进行低温致冷条件下工作的红外光电探测器,提高其性能的新的方法,包括器件的最佳设计、采用把光电探测器光学浸没有高折射率的透镜中以及光学共振腔。然而,另一种五分有发展前景的方法是用电荷载流子使半导体耗尽而抑制自由载流子的热产生,这种热产生是受俄歇机制控制的。利用排斥效应、提取效应以及磁集中效应能够实现静态耗尽。反     

窄禁带半导体的P-N结的间接隧道电容

采用通过深能级杂质的间接隧道过程与热激发、俘获过程之间的细致平衡,推导出间接隧道过程所引起的电容的理论表达式.这一电容仅出现在零偏压附近,不是电压的单调上升函数,有极大值及负值出现.作了数值计算,所得 C-V曲线的形状与窄禁带 Hg_(1-x)Cd_xTe P-N结的实测的C-V曲线的形状相似.     

用于红外探测的HgCdTe光电二极管：述评（下）

3光伏HgCdTe 从20世纪60年代后期开始,常规的n型HgCdTe光导体被用于许多星载仪器,如需要截止波长长达20μm的多光谱辐射计和需要对重要的15μm大气CO2波段具有高灵敏度的大气探测仪.人们充分认识到,对于遥感仪器来说,光伏HgCdTe较之光导HgCdTe具有许多优点,例如,1/f噪声非常小;无偏压功率;阻抗非常大,可以与低噪声硅CMOS多路传输器相匹配,从而实现大型二维混成焦平面列阵;结构通用性好,适用于具有密集元件的二维列阵;线性度较好,为10x～100x;具有直流耦合功能,这可以用来测量总的入射光子通量;背景限红外光导D*极限较高,为√2.在过去的10年中,一些高级星载多光谱仪器已经利用光伏HgCdTe的优点获得了前所未有的灵敏度和光谱分辨率.     

窄禁带半磁半导体Hg_(1-x)Mn_xTe的磁化强度

本文报道用提拉法测量Hg_(1-x)Mn_xTe单晶磁化强度的实验结果.在低温1.5K-30K范图内,磁场强度为0-7万高斯下,测量了不同组分x=0.06,0.08,0.12,0.16的Hg_(1-x)Mn_xTe磁化强度与组分,温度和磁场强度的关系.采用分子场近似模型,用类布里渊函数,最小二乘法对实验结果进行了拟合和分析.结果表明在本文x值范围内,理论与实验符合较好,证实了锰离子间存在强的反铁磁交换耦合.     

用光电二极管敏感位置

能够提供与入射光束或光斑图像位置有关的定量信息的位置敏感光电二极管已经有许多年的使用历史了。随着光学技术在电信、生物医学、数据存储、制造、测试与测量以及航空与航天/军事等各种不同领域的应用的不断增加,这种结实耐用的器件的需求很可能会继续增大。     

基于光致发光谱的窄禁带半导体材料能级研究

材料能带以及缺陷能级状态是窄禁带半导体材料芯片制造过程中的重要参数。红外调制光致发光（Photoluminescence, PL）光谱仪是一种无损的有效检测技术。利用该技术对不同的窄禁带半导体材料进行了检测,然后用线型拟合光谱揭示了不同能级间的电子跃迁,并对结果进行了分析。结果表明,红外调制PL光谱是一种有效的材料能带和缺陷能级研究方法。     

窄禁带Hg0.79Cd0.21Te的红外光致发光

对常规傅里叶变换发光测量方法进行改进,引入双调制技术,消除了室温背景黑体辐射在４μｍ至５μｍ以上区域对光致发光测量带来的严重干扰,在１０μｍ红外波段得到了组分ｘ＝０．２１窄禁带ＨｇＣｄＴｅ的光致发光光谱,对光谱的主要结构地进行了指认,发现存在于这种材料中的４ｍｅＶ的杂质能级,其来源是材料中的浅杂质。     

高密度垂直集成光电二极管焦平面列阵技术（上）

1 引言 由美国DRS红外技术公司研制的高密度垂直集成HgCdTe光电二极管是解决红外焦平面列阵结构问题的一种新方法。较之更为保守的焦平面列阵结构,新方法在二极管的形成以及在二极管与硅读出集成电路的混成方面都有不同之处。这种二极管是在低温下通过对非本征     

高速InP/InGaAs雪崩光电二极管

采用分层吸收渐变电荷倍增(SAGCM)结构,通过两次扩散、多层介质淀积、AuZn p型欧姆接触、AuGeNi n型欧姆接触等工艺,设计制造了正面入射平面InP/InGaAs雪崩光电二极管,器件利用InGaAs做吸收层,InP做增益层,光敏面直径50 μm;测试结果表明器件有正常的光响应特性,击穿电压32～42 V,在低于击穿电压2 V左右可以得到大约10A/W的光响应度,在0到小于击穿电压1 V的偏压范围内,暗电流只有1 nA左右;器件在2.7 GHz以下有平坦的增益.     

增益和速度俱佳的雪崩光电二极管

一种新型雪崩光电探测器（APD）在1．3和1．55μm波长处已显示高达35的电流增益和9GHz以上的3dB带宽。据加州大学圣巴巴拉分校的研究人员说，这些指标约为目前可购到的最优商品化器件增益-带宽积构3信和以前雪崩光电探测器增益-带宽积的2倍（图1）。高速光纤通讯需要快速探测器，高速时的灵敏探测器能使信号传输更长的距离。目前，高速时选用的探测器是PIN光电二极管，它快速但不特别灵敏。PIN器件一般与使输出放大的场效应晶体管（FET）配用，有时也用光学放大器来增大信号，然后再输到探测器。然而，这两种放大器增加了系统的费用和…     

半导体光电探测器

本文将介绍几种半导体光电探测器的研制工艺,器件特性及其应用举例.