大幅宽多谱段高光谱红外探测器研究

报道了基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, MCT)技术的大幅宽、多谱段、大像元高光谱红外探测器的最新研究进展。采用MBE技术制备出高质量MCT材料;采用成熟的n-on-p技术路线制备探测芯片,并针对特殊形状的大像元进行了优化;高光谱专用读出电路设计针对短波、窄谱段、小信号等典型特征进行了优化,并针对光谱应用加入行增益可调等功能设计。测试结果表明,组件基本性能良好,有效像元率大于99.5%,平均量子效率优于70%。     

第三代碲镉汞器件的研发进展

通过对近年来部分英语文献的归纳分析,介绍了国外第三代碲镉汞（MCT）器件的研发现状,包括具有新颖器件结构的双色或三色探测器、雪崩光电二极管和多光谱阵列等.分析了三代MCT器件在阵列规模、光伏技术的甚长波应用、多色、读出电路等方面的研究进展.指出利用复杂可控的气相外延生长方法,例如分子束外延（MBE）和金属有机气相化学沉积（MOCVD）等,已可制备近乎理想设计的异质结光电二极管.随着基于MBE生长的MCT技术发展,法国和美国已分别可以制备4英寸以上的大尺寸锗基和硅基晶片,并在晶片上以可控厚度沉积光敏薄膜.依据目前的发展,三代MCT技术有望3、5年内达到量产的水平.     

MBE的新方法—迁移增强外延技术

在较低的温度下进行外延生长,这对提高外延层的掺杂梯度,防止层间互扩散和单片集成片子上的横向扩散都是很有利的。生长高质量的外延片,要保证吸附原子在生长表面上的快速迁移。但是,在一般分子束外延(MBE)技术中,Ga和Al在As稳定的表面上迁移得非常慢,因而MBE生长的高质量     

用分子束外延法生长的Hg_(1-x)Cd_xTe制备的长波和中波红外光电二极管(上)

用分子束外延(MBE)生长的Hg_(1-x)Cd_xTe(0.20相似文献   

在GaAs衬底上用MBE和MEE方法生长的ZnSe膜的对比研究

1.引言ZnSe是一种直接觉带隙半导体,它在制备蓝色发光器件方面有潜在的应用。人们已经利用MBE和MOCVD方法生长出结构完整的ZnSe薄膜。最近的研究工作表明,可以在这种材料中实现P型转换。这种P型材料已经被用来制备p-n结,在低温下已经观察到来自该结的蓝色带边发射。本文研究了用常规分子束外延(MBE)和扩散加强外延(MEE)方法在GaAs衬底上生长的ZnSe薄膜.我们的目的是去了解这两种方法制备的薄膜的区别以及检测生长     

面向第三代红外焦平面的碲镉汞材料器件研究

文章叙述了第三代红外焦平面中所需求的碲镉汞分子束外延(MBE)的一些研究成 果。对GaAs、Si基大面积异质外延、表面缺陷抑制、p 型掺杂等MBE的主要难点问题进行了阐述。研究表明, 3 in材料的组分均匀性良好,组分x的偏差为0. 5%。晶格失配引发的孪晶缺陷可以通过合适的低温成核方法得到有效的抑制。在GaAs和Si衬底上外延的HgCdTe材料的(422) x射线衍射半峰宽( FWHM)的典型值为60～80arc·sec。大于2μm缺陷的表面密度可以控制在小于300cm- 2水平。研究发现As的表面黏附系数很低,对生长温度十分敏感,在170℃下约为1 ×10- 4。通过合适的退火,可以实现As的受主激活。采用碲镉汞多层材料已试制了长波n2on2p与p2on2n型掺杂异质结器件以及双色红外短波/中波焦平面探测器,本文报道了一些初步结果。     

InAs/GaSb Ⅱ型超晶格中波红外光电二极管的硫化研究

采用分子束外延( MBE)技术,在GaSb衬底上生长了pin结构InAs(8 ML)/GaSb(8 ML)超晶格材料,响应光谱显示截止波长在5μm附近.通过腐蚀、光刻、溅射等工艺,制备了pin结构中波红外光电二极管.采用(NH4)2S+ZnS双层硫化对二极管表面进行钝化,(NH4)2S硫化后的二极管表面漏电流密度降低一...     

10 μm间距红外探测器铟柱制备研究

小间距红外探测器目前已成为红外探测器技术发展的一个重要方向.用于连接探测器芯片与读出电路芯片的铟柱的制备工艺水平成为影响器件性能的一个重要因素.介绍了一种10μm间距红外探测器铟柱的制备工艺.新工艺采用多次铟柱生长结合离子刻蚀的手段,最终剥离和制备出高度为8 μm、非均匀性小于5％的10μm间距红外探测器读出电路铟柱,...     

Si衬底和Si-SiO_2-Si柔性衬底上的GaN生长

使用MBE方法在Si(111)衬底和Si SiO2 Si柔性衬底上生长了GaN外延层 ,并对在两种衬底上生长的样品进行了对比分析 .在柔性衬底上获得了无裂纹的外延层 ,其表面粗糙度为 0 6nm .研究了GaN外延层中的应力及其光学性质 ,光致发光测试结果表明柔性衬底上生长的外延层中应力和杂质浓度明显低于直接生长在Si衬底上的样品的值 .研究结果显示了所用柔性衬底有助于改善GaN外延膜的质量     

Si衬底和Si-SiO2-Si柔性衬底上的GaN生长

使用MBE方法在Si(111)衬底和Si-SiO2-Si柔性衬底上生长了GaN外延层,并对在两种衬底上生长的样品进行了对比分析.在柔性衬底上获得了无裂纹的外延层,其表面粗糙度为0.6nm.研究了GaN外延层中的应力及其光学性质,光致发光测试结果表明柔性衬底上生长的外延层中应力和杂质浓度明显低于直接生长在Si衬底上的样品的值.研究结果显示了所用柔性衬底有助于改善GaN外延膜的质量.     

双波段红外HgCdTe焦平面列阵

本文综述法国原子能委员会LETI红外实验室在双波段红外焦平面列阵方面所做的研究工作.在工艺上,该实验室采用的是通过分子束外延法在晶格匹配的高质量CdZnTe衬底上生长的HgCdTe多层掺杂异质结构.器件的结构是n+ppn,而且在空间上是相干的.长波层是一个平面状的n+/p二极管,它是通过离子注入制成的,而波长较短的p-n二极管则是在分子束外延过程中通过掺铟在原位制成的.最后一个结是通过台面蚀刻而被隔离的,探测器通过铟丘与一个读出效率接近100%的读出电路互连.每个像元有一个或两个铟丘,用来按序或者同时访问两个波长,探测器的间距分别为50μm和60μm.每个波段中的单元探测器所呈现的性能接近用标准工艺制作的单色探测器的性能.为了优化双波段红外焦平面列阵的性能,LETI红外实验室专门为这种列阵设计了一种硅CMOS读出电路.本文介绍了128×128元(间距为50μm)中波红外(2μm～5μm)双色焦平面列阵在77K温度处操作时的光电性能.     

用X射线双晶衍射及低温光致发光研究MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的均匀性

本文叙述了用X射线双晶衍射仪非平行(十、一)设置法,测量用分子束外延(MBE)法在GaAs(001)面上生长的量子阱(QW)材料表面各点的回摆曲线。结果表明,松弛状态下晶体表面不同位置上各点的晶格失配、应力以及外延层铝含量分布是不均匀的,这与用低温光致发光(PL)光谱测量的组分均匀性的结果有较好的一致性。实验表明,在工艺相同的条件下,采用MBE生长有超晶格过渡层的GaAs/AlGaAs量子阱材料,提高了外延层的均匀性。     

基于GaAs衬底的晶格失配InAs0.07Sb0.93薄膜的红外探测特性

利用MBE的方法在晶格失配的GaAs衬底上制备了新型红外探测材料InAs0.07Sb0.93薄膜。并利用电子束刻蚀的方法在InAs0.07Sb0.93薄膜表面进行了电极的制备。使用标准黑体及傅里叶红外光谱仪对制备成的光电导器件的黑体响应、暗电流以及光电流谱进行了测试,结果表明,所制备的红外探测器获得了响应峰值为4μm、响应半峰宽为4μm的中波宽带响应。     

多色红外成像器件

本发明提供一种多色红外成像器件,它有一个包含一层中波红外探测层和一层长波红外探测层的焦平面列阵．红外焦平面列阵表面有许多个像元．另外,该成像器件还带有用以接收中波红外和长波红外辐射的光具．     

在InSb和GaAs衬底上用MOCVD法生长CdTe和HgCdTe外延膜

由于HgCdTe的红外探测特性致使生长高质量HgCdTe外延膜具有重要意义。目前一般是在CdTe衬底上生长HgCdTe。CdTe和HgCdTe都是Ⅰ-Ⅵ化合物,具有同样的晶体结构和紧密匹配的晶格。然而,CdTe衬底有缺点。它们价格高,不能制成大面积和不具备高结晶完整性。因此,要求研制在不相同衬底材料上进行HgCdTe外延。最近有文献报导在他种衬底上用分子束外延(MBE)和激光辅助淀积     

高温工作InAlSb的MBE生长及器件性能研究

接近室温的更高工作温度是第三代红外探测器发展的重要方向。本文论述了用MBE在InSb(100)衬底上外延生长制备P-i-N型三元In1-xAlxSb薄膜合金材料,并通过制备单元器件进行了验证。采用RHEED振荡和X射线双晶衍射对In1-xAlxSb薄膜的Al组分进行了调控和检测。5.3 μm厚薄膜的FWHM≈50 arcsec,Al组分约1.9%。10 μm×10 μm原子力表面粗糙度RMS≈0.6 nm。制备的单元器件获得了预期的理想效果,为下一步面阵焦平面的制备奠定了基础。     

PbTe中红外光伏探测器

利用自主的分子束外延(MBE)技术在CdZnTe( 111)基底上生长PbTe半导体探测器材料,通过在PbTe薄膜上沉积In2 O3透明导电薄膜、ZnS绝缘保护层和In薄膜做电极,制成PbTe结型中红外光伏探测器.在77 K温度下,器件响应波长为1.5～5.5 μm,实验测量的探测率为2×1010 cm·Hz1/2W-...     

碲镉汞多色红外焦平面探测芯片

文章从芯片结构、晶格匹配和PN结性能三个方面对碲镉汞多色焦平面探测芯片技术进行了探讨,结果显示在三种主要的双色探测芯片结构中,单电极和环孔工艺的双色芯片技术相对比较成熟,高难度的刻蚀技术以及所引起的表面反型是制约双电极或多电极多色探测芯片技术发展的主要因素,而环孔技术在发展多色探测芯片方面则有其独到之处,随着探测波段的增加,其工艺难度并没有质的变化。多色探测芯片不同外延层之间的晶格失配以及和Si基衬底之间热失配也是必须加以考虑和解决的一个问题,在现阶段, Si基直接外延、大面积碲锌镉材料和ZnCdTe /Si复合衬底技术并举仍将是明智的选择。在PN结方面,二代焦平面的成结技术在多色器件的宽带结上尚未能够实现,刻蚀反型和深台面侧面钝化的困难依然存在,这些均制约着器件性能的提高,另外,多色芯片的结构和表面加工工艺也影响着探测芯片的光通量利用率和量子效率。     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

HgCdTe液相外延薄膜生长及缺陷表征

液相外延是制备HgCdTe薄膜材料的一项成熟技术,大尺寸的外延薄膜是研制HgCdTe红外焦平面列阵的基础。探讨了尺寸为30mm×40mm的HgCdTe液相外延薄膜生长技术,用红外透射光谱和X光貌相技术对材料进行了评价。并对HgCdTe薄膜表面的黑点缺陷、波纹起伏等特征形貌进行了讨论,指出黑点缺陷是杂质粒子在薄膜表面形成的包裹体,而表面波纹是由生长母液中的对流引起的。