碲溶剂法生长碲镉汞晶体的特点

本文扼要叙述碲溶剂法生长高质量、组分均匀的碲镉汞晶体的工艺;着重说明本法具有:降低长晶温度,减少爆炸;拉平长晶时的固-液界面,改善晶体径向均匀性和区域提纯而提高晶体本身纯度的作用。本法所生长的晶体结构较完整,晶体中段组分较均匀,晶体中段经一次退火后,在77 K下,电子浓度可达3×10~(14)厘米~(-3),其迁移率可达2×10~5厘米~2·伏~(-1)·秒~(-1)。用这种晶体可制成有较好性能的光导和光伏型红外探测器。     

高性能高密度平面碲锡铅探测器阵列

在PbSnTe衬底上用液相外延生长铅-锡碲层并通过很好限定的氧化物窗进行杂质扩散,已制备成可再现的高质量光伏探测器。外延层的载流子浓度约为4×10~(16)厘米~(-3),衬底的约为5×10~(18)厘米~(-3)。代替光致抗蚀剂作绝缘层用的氧化物层没有针孔并很好地附着在PbSnTe表面上。采用标准光刻和扩散技术制成了平面单片探测器阵列。在77K时,124(2×2密耳)元阵列的平均阻抗-面积乘积为1.85欧·厘米~2。在300K背景和180°视场时,在11微米不加增透膜情况下的平均量子效率和峰值探测度(D~*)分别为40％和2.6×10~(10)厘米·赫~(1/2)/瓦。     

截止频率达千兆赫的10.6微米CdHgTe光伏探测器

利用化学计量偏离法制备了x(～-)0.20的p-n结Cd_xHg_(1-x)Te器件,来研究10.6微米波长的光伏探测。这种光电二极管的灵敏面积为4×10~(-4)～10~(-3)厘米~2,观测到器件在77°K下当反向偏压为-0.1伏时,其并联电阻和电容分别为10~5欧和8微微法。研究了探测CO_2激光的性能,当本机振荡器功率为1毫瓦时,所得结果是:10~(10)相似文献   

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)。     

掺铬砷化镓汽相外延

使用 Ga/As Cl_3H_2系统,以 CrO_2Cl_2作掺杂剂生长半绝缘掺铬GaAs 外延层,电阻率的数量级可达10~8欧姆·厘米。这表明铬起着深能级受主的作用,其激活能为0.57电子伏,约可补偿浓度为10~(16)厘米~(-3)的浅能级施主。载流子浓度为1.2×10~(17)厘米~(-3)、迁移率为5200厘米~2/伏·秒的掺硫 n 型层可在一次试验中连续生长在半绝缘外延层上。边界层陡峭适用于场效应晶体管。     

GaAs和GaAs_(1-x)P_x外延沉积的多片生长系统

本文描述了在多至8个衬底上同时沉积外延层的系统。在外延层中物理和电学特性均具有高度的均匀性。片内层厚的变化低于10％,而每炉片间层厚的典型变化为±5％。GaAs_(1-x)P_x薄层的组分变化无论是在片内或是每炉片间均低于±1％。用几种技术测定的电学数据表明片内和每炉片间具有极高的掺杂均匀性。对于轻掺杂的GaAs薄层在300°K下的迁移率>6000厘米~2/伏·秒,而且>7000厘米~2/伏·秒的迁移率也经常获得。本文中叙述了载流子浓度为1×10~(15)/厘米~3至3×10~(19)/厘米~3的n型和5×10~(16)/厘米~3至5×10~(19)/厘米~3的P型的材料制备工艺。     

用加速旋转坩埚技术布里奇曼法生长碲镉汞单晶

本文报导了将加速旋转坩埚技术布里奇曼法应用于碲镉汞单晶的生长工艺中,获得了性能优良的原生n型晶体。对于x值力0.19～0.22的φ12晶片,组份均匀性为±0.0025,77K下载流子浓度小于4×10~(14)cm~(-3),迁移率高达2.8×10~5cm~2/V·s     

多谱Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器

本文报导高性能三波段Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器的制作工艺和特性。在77K分别测得上部、中间及底部元件在1～2、3～5及8～12微米波段的峰探测度为1.2×10~(12)、9.7×10~(11)及5.3×10~(10)厘米·赫~(1╱2)瓦~(-1)。在峰值波长时,外量子效率为75％、62％及51％。     

外延碲镉汞红外光伏探测器

用碲镉汞外延层制备了在77～130°K温度范围内工作的快速灵敏光伏探测器。采用结区形成技术就要牵涉到材料化学计量上的偏差。在77°K时,每个量子的光谱响应在很宽的波长范围内(3～14微米)都是平的,此时所测得的探测度值是3×10~9～3×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。外部量子效率是13％左右。时间常数不到1毫微秒。     

四象限和三色碲镉汞探测器

10.6微米四象限光伏探测器,量子效率(零偏压)48％,带宽(100毫伏偏压)>100兆赫,D~*(10.6μ,10千赫、零偏压)1.2×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1),串联电阻10欧,并联电阻806欧,工作温度77°K,单元尺寸0.2×0.2毫米,间隔0.025毫米。三色光导探测器性能如下:     

高增益微波偏压锗掺汞光电导器件

本文介绍高增益微波偏压Ge:Hg光电导器件的实验结果。电流增益、电压响应度、D_(BB)~*(500、570、1、25°)及响应速度分别为1.2×10~4、8.9×10~5伏/瓦、5×10~(10)厘米赫~(1/2)/瓦及400毫微秒。文中也列出了低增益微波偏压Ge:Hg光电导器件的数据,以供比较。     

InSb/Pb_(0.79)Sn_(0.21)Te双色夹层式探测器

用InSb和Pb_(0.79)Sn_(0.21)Te光伏探测器制备了双色探测系统。探测器排成同心形式,在结构上是分开的,从而在探测表面之间形成0.125毫米间隙。在300K2π视场背景条件下于77K工作时,PbSnTe和InSb的D_(λp)~*值已分别达到1.4×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)和9×10~(10)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。     

高D~*、快响应钛酸锆酸铅热电探测器

已制得D~*(500°K,1.1)=7×10~8厘米·赫~(1/2)/瓦的大面积PZT探测器和最小响应时间为5毫微秒的快速探测器。热电系数为27毫微库仑/厘米~2°K及对此器件测得的材料灵敏值为2.8×10~(-9)库伦厘米/焦耳。     

用电子束微探针测定Cd_xHg_(1-x)Te的均匀度和克分子浓度x

1.引言除其它半导体材料外,Cd_xHg_(1-x)Te因质优而可制作高品质红外光子探测器。探测度D_λ~*≥1×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1)(λ=10微米)、时间常数τ≤1微秒的探测器,工作温度T=77K时,得用载流子浓度n<10~(15)厘米~(-3)、霍尔迁移率μ_H>100000厘米~2·     

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法 ,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径 40 mm的大直径 Hg Cd Te (组分 x≈0 .2 0 )晶体 .采用加压技术 ,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压 ,有效地避免了石英安瓶的爆裂 ;采用“二次配料”工艺 ,大大降低了生长温度 ;合理选择温度梯度和生长速度 ,获得了有较好结晶性和组分均匀性的 Hg Cd Te晶体 .分析表明 :Hg Cd Te晶片的载流子浓度 n77≤ 4× 10 1 4 cm- 3 ,迁移率 μ77≥ 1× 10 5 cm2 /(V· s) ,少数载流子寿命值 τ≥ 2 .0 μs,80 K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率 D*为 1.1× 10 1 0 cm· Hz1 /2 /W.     

液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体

由于冶金学性质的限制和高的Hg蒸汽压,要制备均匀的接近完整的Hg_(1-x)Cd_xTe块状晶体非常困难。然而,采用改进的开管水平滑移接触型液相外延(LPE)系统,能成功地控制生长系统中的Hg压和溶液的组分,在CdTe衬底上生长出Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体。用金相观察、X光衍射、扫描电镜分析、电学测量等方法,证明了Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体具有高质量。样品组分一般为x(?)0.2～0.4。薄膜层的厚度均匀,层厚在10～40μm之间。层的结构受CdTe衬底限制。低温纯化处理后,外延层为n型。x=0.27的外延层77K时的电学性质为n≤3×10~(15)/cm~8,霍尔迁移率μH为10~3～4×10~4cm~2/V·s。在国内首先做出了可以出售的光导探测器,此探测器在77K时,D_(λp)~*(500,1000,1)=2.8×10~9～1.8×10~(10)cm·Hz~(1/2)·W~(-1),可与块状晶体的相比较。     

5微米碲镉汞光伏探测器与电荷耦合器件多路传输装置的直接耦合

本文报导了5微米光伏碲镉汞探测器和电荷耦合器件多路传输装置的直接耦合实验。于77K工作的光电二极管在经过电荷耦合器件多路传输装置之后,没有测出信/噪比下降的情况,D_(λ峰值)~*=1.6×10~(11)厘米赫~(1/2)/瓦(背景限),测试条件:背景辐照为300K,视场为180°,调制频率为723赫。     

探测2微米红外辐射的碲镉汞光电二极管

最近研制了截止波长2～2.3微米的碲镉汞光电二极管阵列,于193K时探测度已达1.0×10~(12)～4.0×10~(12)厘米·赫~(1/2)/瓦。本文提出了有关这些(Hg,Cd)Te光电二极管阵列的结果。     

离子束研磨的高探测率热电探测器

用离子束研磨工艺制备了薄达4微米的可自身支持的热电材料片。用这些极薄的片子制备了1毫米~2的钽酸锂探测器,其归一化探测率D~*经测量为8.5×10~8厘米。赫~(1/2)。瓦~(-1)(30赫)。用这种工艺有可能做出的探测器D~*大大超过10~9厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1)。此外,离子束磨片还具有清洁、表面无损伤的优点,且可获得几何结构复杂的探测器片子。     

区熔法生长掺Sb—Hg1—xCdxTe晶体

报道了用区熔法生长掺Sb-Hg(1-x)Cd_xTe晶体的工作,求得其分凝系数为5×10~(-4)。对这种掺杂晶片的电学测量及简单光伏器件制作的结果表明:Sb元素为受主杂质,利用掺Sb-Hg_(1-x)Cd_xTe晶体作为光伏器件的p型基底材料是可行的。