金掺杂HgCdTe气相外延生长及二次离子质谱研究

通过气相外延技术生长了Au掺杂的Hg1-xCdxTe薄膜材料。利用傅里叶光谱仪和金相显微镜对外延材料进行了表征。通过二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectroscopy, SIMS)技术分析了Au在Hg1-xCdxTe外延层以及CdZnTe衬底中的纵向分布趋势。利用SIMS技术还分析了I、II族和VI、VII族杂质在Hg1-xCdxTe外延层以及CdZnTe衬底中的纵向分布趋势,发现衬底和外延层的过渡区具有吸杂作用。研究结果对提高探测器的性能具有指导意义。     

Hg1—xCdxTe晶体密度和组分的关系

根据Hg1-xCdxTe晶体结构、组分和点阵常数的关系，导出Hg1-xCdxTe晶体密度和组分的关系式。讨论了温度对晶体密度的影响，与参考文献中的密度公式进行了比较。     

Hg_(1-x)Cd_xTe的拉曼光谱

我们发现Hg1 -xCdxTe的拉曼散射峰随着温度的变化会发生频移 ,它的二级散射峰来自LO1 LO1 ,LO1 LO2 ,LO2 LO2 ,并且它们的强度对晶体的完整性较敏感。同时也发现Hg1 -xCdxTe中的Te的沉淀相和Te的氧化物相的拉曼散射峰。     

Hg1—xCdxTe材料中的Te离子空位共振能级

利用拉曼显微镜在室温下对金属有机化合物气相外延（MOVPE）和液相外延（LPE）方法生长的Hg1-xCdxTe薄膜材料以及用加速坩埚旋转布里奇曼（ACRT－Bridgman)和Te溶剂方法生长的Hg1-xCdxTe体材料进行了系统研究，在上述4种方法生长的材料的显微拉曼光谱中，均发现在导带底上方且远高于材料导带底对应能级的显微荧光发光峰，通过详细比较可以判定，高于导带底约1．5eV的显微荧光起源于Hg1-xCdxTe材料中的Te离子空位与材料导带底的共振能级发光，从而确定在碲镉汞材料中存在一个稳定的Te离子空位共振能级。     

采用ZnCdTe衬底的MBE Hg1—xCdxTe位错密度研究

报道了用MBE的方法,在ZnCdTe衬底上制备Hg1-xCdxTe薄膜的位错密度的研究结果.研究发现Hg1-xCdxTe材料的位错密度与ZnCdTe衬底的表面晶体损伤、Hg1-xCdxTe生长条件以及材料组分密切相关.通过衬底制备以及生长条件的优化,在ZnCdTe衬底上生长的长波Hg1-xCdxTe材料EPD平均值达到4.2×105cm-2,标准差为3.5×105cm-2,接近ZnCdTe衬底的位错极限.可重复性良好,材料位错合格率为73.7%,可满足高性能Hg1-xCdxTe焦平面探测器对材料位错密度的要求.     

金掺杂碲镉汞外延材料生长及拉曼光谱研究

采用气相外延技术生长金掺杂的Hg1-xCdxTe 薄膜材料,通过高低温退火工艺有效控制p 型Hg1-xCdxTe 材料的电学参数,利用傅里叶光谱仪、金相显微镜以及拉曼光谱技术对薄膜材料进行表征。通过常规光伏器件的制作工艺,利用金掺杂材料初步研制了短波器件,器件性能较好黑体DP* 可达4.67E+11/(cmHz1/2W-1)。     

分子束外延生长Hg1-xCdxTe材料原位退火研究

对分子束外延（MBE）生长了Hg1-xCdxTe薄膜材料进行原位退火研究。显微镜观察可知,原位退火可以得到光滑的材料表面,并可以降低材料的腐蚀坑密度（EPD）。霍尔测试结果表明,通过调整退火温度和汞束流可以明显地改善Hg1—xCdxTe材料的电学性能。研究表明Hg1-xCdxTe材料的原位退火技术在改善材料的微观结构和电学性能方面有着重要的意义。     

N型Hg0.805Cd0.195Te少数功流子迁移率

描述了少数载子漂移实验测量N型Hg1-xCdxTe少数载流子迁移率的实验原理及实验方法，给出了在80K左右几种温度下的N型Hg0.85Cd0.195Te少数载流子迁移率值，分析了实验误差，讨论了背景辐射对测量值的影响。     

Hg1-xCdx Te晶体生长及太赫兹性能研究

利用移动加热区方法(THM)生长了不同Cd组分的Hg1-xCdxTe晶体,通过傅立叶光谱仪和太赫兹时域光谱系统,研究了不同Cd组分Hg1-xCdxTe晶体在红外波段和太赫兹波段的透射光谱.当Cd组分小于0.279时,Hg1-xCdxTe材料在0.2～1.5 THz波段透过率接近0.在0.9 THz附近观察到Hg1-xC...     

碲镉汞材料非本征掺杂研究的发展

通过对近年来的部分英文文献进行归纳与分析,介绍了碲镉汞 (Hg1-xCdxTe, MCT)非本征掺杂的研究进展。MCT非本征掺杂是指杂质为Hg、Cd或Te以 外的其他元素的情况。描述了MCT晶体结构的基本概念。以一些常用杂质的性质为重点,讨论了MCT掺 杂的基本原理和对杂质的选择方法。在器件设计中控制杂质的空间分布和浓度是十分重要的。     

在220K温度下工作的高性能二维中波红外Hg1-xCdxTe列阵

基于用金属有机汽相外延工艺生长的Hg1-xCdxTe的红外探测器可以设计成具有很小的暗电流，即使当它们在200K以上温度下工作时，也是这样．这些小暗电流与用f／2在200K温度下获得的背景限性能是一致的．然而，实际上这种探测器具有较高的1／f噪声。     

Hgl-xCdxTe的拉曼光谱

我们发观Hg1-xCdxTe的拉曼散射峰随着温度的变化会发生频移,它的二级散射峰来自L01+LO1,LOl+LO2,L02+LO2,并且它们的强度对晶体的完整性较敏感.同时也发现Hgl-xCdxTe中的Te的沉淀相和Te的氧化物相的拉曼散射峰.     

变温循环热处理对液相外延Hg1-xCdxTe薄膜材料晶体质量的影响

采用X射线衍射双晶回摆曲线半峰宽(FWHM)、反射式X射线形貌相和腐蚀坑密度(EPD)技术对开管变温热处理前后的液相外延(LPE)Hg1-xCdxTe薄膜材料晶体质量进行了研究.变温循环热处理能有效减小液相外延Hg1-CdxTe薄膜材料的FWHM、释放材料中的应力、减少材料的腐蚀坑密度,说明变温循环热处理是一种简单而有效的改善Hg1-xCdxTe薄膜材料晶体质量的方法.     

Hg1-xCdxTe光伏探测器的表面漏电流机制及其钝化

表面漏电流能对Hg1-xCdxTe光伏探测器性能产生很大的影响,因此选择合适的钝化工艺尤其重要。本文主要论述了Hg1-xCdxTe光伏探测器表面漏电流机制及其钝化技术的发展状况。     

碲镉汞霍耳测试副效应及其与组分的关系

为了准确地表述碲镉汞(Hg1-xCdxTe)的电学性能，对碲镉汞(Hg1-xCdxTe)样品进行了霍耳效应测试，讨论了伴随霍耳电压所产生的几种副效应电压的特性及其消除方法，研究了第5种电压在不同组分x碲镉汞样品上的体现。在高阻样品上拟合出第5种电压随测试电流变化曲线。分析了第5种电压和碲镉汞材料晶体质量之间的关系。     

Hg1-xCdxTe外延薄膜表面对红外透射光谱的影响

利用傅里叶红外光谱仪测量液相外延生长的Hg1-xCdxTe薄膜,发现未经腐蚀的原生薄膜材料红外透射光谱经本征吸收后有吸收边倾斜并伴有透射比值偏低的现象.对红外透射光谱的影响因素进行了分析,用扫描电子显微镜、电子探针及轮廓仪对样品表面腐蚀前后进行测试,结果表明腐蚀前后Hg1-xCdxTe薄膜表面(深度约1μm)汞含量和表面平整度的差别是导致这一现象的主要原因.运用带-带尾态之间的跃迁理论及表面散射对这一现象进行了解释.     

Hg1-xCdxTe外延薄膜表面对红外透射光谱的影响

利用傅里叶红外光谱仪测量液相外延生长的Hg1-xCdxTe薄膜,发现未经腐蚀的原生薄膜材料红外透射光谱经本征吸收后有吸收边倾斜并伴有透射比值偏低的现象.对红外透射光谱的影响因素进行了分析,用扫描电子显微镜、电子探针及轮廓仪对样品表面腐蚀前后进行测试,结果表明腐蚀前后Hg1-xCdxTe薄膜表面(深度约1μm)汞含量和表面平整度的差别是导致这一现象的主要原因.运用带-带尾态之间的跃迁理论及表面散射对这一现象进行了解释.     

Hg1-xCdxTe/CdTe/Si薄膜厚度测试方法的研究

在分子束外延生长高质量的CdTe/Si复合衬底上,分别通过MBE和LPE技术成功地研制出Hg1-xCdxTe/CdTe/Si红外探测器所需的重要红外半导体材料。利用傅里叶变换红外光谱仪对Hg1-xCdxTe/CdTe/Si红外半导体材料的红外透射光谱进行测试分析且计算薄膜厚度,并配合扫描电子显微镜对其厚度计算分析进行校正,最终获得一种无破坏、无污染、快捷方便的多层膜厚度测试方法。     

HgCdTe分子束外延In原子的掺杂特性

报道了用 MBE方法生长掺 In N型 Hg Cd Te材料的研究结果。发现 In作为 N型施主在 Hg Cd Te中的电学激活率接近 1 0 0 % ,其施主电离激活能至少小于 0 .6me V。确认了在制备红外焦平面探测器时有必要将掺杂浓度控制在约 3× 1 0 1 5cm- 3水平。比较了高温退火前后 In在 Hg Cd Te中的扩散行为 ,得出在 40 0°C温度下 In的扩散系数约为 1 0 - 1 4cm2 / sec,确认了 In原子作为 Hg Cd Te材料的 N型掺杂剂的可用性和有效性     

同时模式的中波/长波碲镉汞双色红外探测器

采用光刻胶喷涂技术,突破了碲镉汞双色探测器加工的非平面离子注入和金属化开口等工艺.基于分子束外延(MBE)和原位掺杂技术生长的p3-p2-P1型碲镉汞(Hg1-xCdxTe)多层异质结材料,通过MW光电二极管n型注入区的开口刻蚀、非平面的MW/LW同步B+注入、台面侧向钝化和爬坡金属化,得到了同时模式的128×128面阵MW/LW双色探测器.在液氮温度下,MW/LW双色探测器两个波段的光电二极管截止波长λc分别为5.10μm和10.10μm,对应的峰值探测率Dλp*分别为2.02×1011cmHz1/2/W和3.10×1010cmHz1/2/W.通过对同时模式双色探测器材料与芯片结构的优化设计,HgCdTe双色探测器MW向LW、LW向MW的光谱串音分别抑制到了3.8%和4.4%.