HgCdTe光导探测器的优化设计

利用牛顿迭代法,在一维理论的基础上,计算机模拟优化设计了工作在8～14μm波段HgCdTe光导探测器的各项参数。结果表明,器件厚度取6μm,长度取100～150μm,环氧树脂胶粘层<3μm,净掺杂浓度取1.4×10~(15)cm~(-3),表面复合速度取500cm/s,电场强度取10V/cm为佳。该法亦可使用于其他光导探测器的优化设计中。     

HgCdTe光导探测器的磁阻特性

测量了３个ＨｇＣｄＴｅ光导器件和一块液相外延生长ＨｇＣｄＴｅ薄膜材料的磁阻．用两种载流子模型的约化电导张量（ＲＣＴ）过程对实验数据进行了分析，拟合结果与实验值符合得很好．     

光导HgCdTe探测器电阻和性能的关系

为描述光导ＨｇＣｄＴｅ探测器低温与室温不同的导电机构，本文定义了一个易于测量的参数γ－液氮温度与室温电阻之比，实验结果表明，多数情况下，γ与黑体探测率密切相关。     

HgCdTe光导探测器的低频噪声

Hg_0.73Cd_0.27Te光电导探测器的低频噪声频谱呈1/f关系,测得不同样品的S_v/V~2值随偏置电场变化而变化,说明陷阱效应引起载流子数起伏是主要的低频噪声源,只有表面状态较为理想的样品的S_v/V~2值才接近Hooge关系的计算值,迁移率起伏上升为主要的1/f噪声源.Hooge关系可以作为区分陷阱效应和迁移率起伏两类噪声源的判別标准.     

HgCdTe光导探测器的失效分析

利用剥层分析技术对已知失效的ＨｇＣｄＴｅ光导探测器进行逆向分析，研究了器件制造过程中主要工艺引入的缺陷以及形貌，寻找器件失效原因，并分析了工艺损伤与器件电性能的关系。     

长波光导HgCdTe探测器的输运特性

测量了长波光导ＨｇＣｄＴｅ线列探测器在１．２～３００Ｋ的电阻率－温度（Ｒ－Ｔ）特性，结果表明：高性能和低性能探测元的Ｒ－Ｔ特性明显不同，前者有与正常ＨｇＣｄＴｅ材料Ｒ－Ｔ关系相似的变化规律，后者则与简并ＨｇＣｄＴｅ材料相似．探测器的性能与最大电阻温度有对应关系     

20元长波HgCdTe光导探测器列阵

本文报道了利用单片工艺和特殊的镶嵌技术,获得了20元HgCdTe光导探测器列阵,并给出探测器列阵性能以及工艺中所需注意的问题。     

高温区Hg1—xCdTe光导器件的温度—电阻关系

在２００～３００Ｋ范围内测量了ｎ－ＨｇＣｄＴｅ的电学参数，并推导了载流子浓度，迁移率，电阻和组分的关系表达式，所得结果与红外光谱测量数据符合，利用ＨｇＣｄＴｅ光导器件的电阻－温度特性确定组分，不需要电阻的精确值，是一种判断器件均匀性和性能的有效方法。     

碲镉汞线列光导器件的失效模式及原因分析

针对不同项目研制过程中碲镉汞线列光导器件在筛选测试和应用中出现的失效模式进行了归纳和总结,并综合碲镉汞材料参数、器件结构尺寸、器件物理、器件制备工艺和器件测试等几个方面因素对器件失效的可能原因进行了分析,首次提出碲镉汞线列光导器件的优值因子作为失效判据,为进一步理解碲镉汞线列光导器件的物理机理以及更好优化器件的筛选过程提供了参考,为碲镉汞线列光导器件应用中出现的失效问题提供了分析和解决的方向。     

光导型碲镉汞探测器的氢化研究

为了提高碲镉汞红外探测器的性能,对ZnS钝化的碲镉汞光导型探测器进行了氢化处理研究,发现处理效果与氢等离子体密度和ZnS钝化层的厚度密切相关。对于ZnS层厚度固定的器件,通过改变氢等离子体密度发现低等离子体密度条件氢化处理更有利于提高器件的性能,表现在处理后器件响应信号提高且噪声下降,从光谱响应上表现为器件短波方向的响应抬高;对于同样的氢化处理条件,通过改变ZnS钝化层的厚度,发现具有较大厚度ZnS层的器件的氢化效果更好。SIMS测试发现氢化过程中氢离子可以穿过ZnS层到达ZnS与碲镉汞的界面处,分析认为氢离子对界面态起到了钝化作用,降低了界面态密度,提高了器件的性能。     

光导型碲镉汞探测器在波段外连续激光辐照下的载流子输运

利用连续波段外激光辐照光导型碲镉汞探测器.实验表明,探测器对波段外激光有响应,且存在一个特定拐点温度T0.当探测器温度TT0时,响应电压随温度的升高而减小.研究表明,探测器胶层的热瓶颈作用会导致响应电压存在两个响应时间尺度,拐点温度由芯片掺杂浓度决定.当TT0时,响应电压主要受热激发载流子的影响.     

VLWIR HgCdTe detector current-voltage analysis

This article details current-voltage characteristics for a very long wavelength infrared (VLWIR) Hg_1−x Cd_xTe detector from Raytheon Vision Systems with a cutoff wavelength of 20.0 μm at 28 K. In this article, the VLWIR detector diode currents are modeled as a function of bias and temperature. This in-depth current model includes diffusion, band-to-band tunneling, trap-assisted tunneling (TAT), and shunt currents. The trap density has been extracted from the modeled TAT component of the current and was revealed to be relatively temperature-independent. An attempted incorporation of VLWIR detector susceptibility to stress has also been included through variation of the model parameter associated with the p-n junction electric field strength. This field variation accounts for stress induced piezoelectric fields. The current in this VLWIR detector was found to be diffusion-limited under much of the temperature and bias ranges analyzed. This modeling allows the scrutiny of both the dominant current-limiting mechanism and the magnitudes of the various current components as a function of both bias and temperature, allowing the straightforward determination of the ideal operating conditions for a given detector.     

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.     

表面处理工艺对于N型HgCdTe材料和光导器件的影响

工程应用的HgCdTe光导探测器厚度一般在10μm左右,因此表面对于HgCdTe器件至关重要。报导了采用溴腐蚀和溴抛光两种表面处理工艺对于HgCdTe材料表面的影响,测试了材料的迁移率谱和迁移率变温曲线,将材料制成光导器件后测试了器件的电阻变温曲线,比较了溴腐蚀和溴抛光所得器件电阻变温曲线最大电阻值所对应的温度。上述实验均表明,采用溴腐蚀的材料,表面电子较多,电离杂质散射较为严重,所制得器件性能较差,而采用溴抛光的材料,表面电子较少,以晶格散射为主,所制得器件性能良好。     

新型亚波长陷光结构HgCdTe红外探测器研究进展

综述了近几年来亚波长陷光结构Hg Cd Te红外探测器研究进展.系统介绍了一种结合有限元方法与时域有限差分方法对红外探测器的"光""电"特性进行联合模拟和设计方法,以及基于这种新的数值模拟方法对亚波长人工微结构Hg Cd Te红外探测器的模拟和分析结果.理论分析和实验研制数据均显示这种新型亚波长人工微结构结构具有很好的陷光特性,在提高长波红外探测器性能方面具有潜在应用前景.     

多元长波碲镉汞探测器光谱与变温测试

为了满足空间红外多光谱扫描仪热波段对探测器光谱参数的特殊要求，采取了一些措施，测试分析了多元光导碲镉汞长波探测器的光谱响应及其变温光谱，画出了多元光谱曲线和不同温度下的典型光谱特性曲线，分析了测试精度。测试结果表明该探测器能满足空间应用的特殊要求。     

SPRITE探测器截止波长与HgCdTe材料组份的关系

根据探测器截止波长的变化,讨论和确定了ＨｇＣｄＴｅ材料组份的实际偏差量。从ＳＰＲＩＴＥ探测器截止波长的测量结果计算,对用布里奇曼、Ｔｅ溶剂和固态再结晶等三种体晶技术生长的长波ＨｇＣｄＴｅ材料,在１ｍｍ２的面积上,材料组份的偏差量均能优于±０．００１５ｍｏｌｅ,在１ｃｍ２的面积上,统计平均的组份偏差相应要增大约一个数量级。     

碲镉汞红外探测器高低温循环特性研究

由于卫星长寿命的要求与机械制冷机有限寿命的矛盾，制冷机必须采用间歇式工作模式，因此星载碲镉汞红外探测器在太空中工作会经受从常温（20℃）到低温（-173℃以下）的成千上万次的温度循环，这给红外探测器带来了新的可靠性问题。本文介绍了自主研发的高低温循环试验系统，液氮致冷，温度循环范围为295K到100K。利用试验系统对两种型号的红外探测器组件进行了温度循环试验可靠性研究，测试和统计了循环试验前后的电阻、信号和噪声变化，针对具体试验结果做了分析和解释，为器件的工艺研发和改进提供了参考。