用于红外光电子学的材料科学与材料特性

一、器件的应用 1.异质结构HgCdTe光伏探测器(A.Rogalski,波兰军事理工大学) 2.基于HgCdTe薄膜和GaAs/AlGaAs多量子阱的红外光电探测器列阵(V.N.Ovsyuk等,俄罗斯半导体物理研究所)     

一种新颖的HgCdTe光伏探测器R0和Cd测量方法

把碲镉汞(HgCdTe)光伏探测器的零偏压结电阻尺.和结电容Cd的交流测试法与124A型锁相放大器的特点结合起来,提出了一种新颖的R0和Cd测量方法.该方法简单易行,而且能准确测量出高阻(R0≥1kQ)HgCdTe光伏探测器的零偏压结电阻R0、结电容Cd、响应时间τ面阻抗(R0A)等参数,并采用标准探测器估算出该系统的...     

Hg1-xCdxTe光伏探测器的钝化研究

用倒易二维点阵对HgCdTe光伏探测器钝化及其热处理行为进行了研究,发现测射沉积的钝化膜会引起HgCdTe的晶面弯曲,严重的会出现晶面扭曲和mosaic结构,而钝化后的热处理能改善MCT晶体的完整性,在不同的钝化介质层钝化MCT的研究中发现,ZnS钝化层在高温下并不稳定,而CdTe钝化层却能保持较高的耐温性能。     

美国红外研制单位访问记

去年五月间,我们在参观了西部半导体设备、仪器博览会(Semi-West Exhibition)后,顺访了与红外技术有关的部分研究单位与工厂。兹作如下简略介绍。1.Infrared Associates,Inc.(New.Jersey)该公司主要从事红外探测器的生产,产品有LiTaO_3热电器件、Insb光伏探测器以及HgCdTe器件。LiTaO_3热电器件所用的晶体是他们自己     

HgCdTe光伏探测器反偏暗电流机制分析

HgCdTe光伏探测器在第二代和第三代红外探测器中处于主流地位.如何降低探测器的暗电流直接关系到探测器的噪声和灵敏度,其分析计算方法有多种.运用Synopsys半导体器件模拟软件对HgCdTepn结各种机制下的反偏暗电流和动态微分电阻进行了模拟计算.计算结果和相关文献报道的结果以及试验测试结果都吻合很好.     

红外探测器材料

一、用于空间应用的红外探测器 1.50μm～150μm远红外HgCdTe探测器在空间方面的应用(特邀论文)(A.L.Betz等,美国科罗拉多大学) 2.用于遥感的大面积Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器的进展(P.S.Wijewarnasuriya等,美国洛克韦尔科学中心)     

激光辐照对长波HgCdTe光导探测器电学参数的影响

对长波HgCdTe光导探测器进行了低于其永久损伤阈值的变功率激光辐照 ,测量辐照前后器件的电阻 温度特性 ,用电阻 温度特性研究材料参数的方法对实验结果进行拟合 ,结果表明辐照后HgCdTe探测器件的组分变大 ,并由此计算得到探测器性能突变后 ,器件的电子迁移率与电子浓度均有一定程度减小。认为这可能是由于激光辐照的热效应使N型HgCdTe光导器件的表面及体内均产生的一定的变化所致     

激光辐照对长波HgCdTe光导探测器电学参数的影响

对长波HgCdTe光导探测器进行了低于其永久损伤阈值的变功率激光辐照,测量辐照前后器件的电阻-温度特性,用电阻-温度特性研究材料参数的方法对实验结果进行拟合,结果表明辐照后HgCdTe探测器件的组分变大,并由此计算得到探测器性能突变后,器件的电子迁移率与电子浓度均有一定程度减小.认为这可能是由于激光辐照的热效应使N型HgCdTe光导器件的表面及体内均产生的一定的变化所致.     

激光辐照对长滤HgCdTe光导探测器电学参数的影响

对长波HgCdTe光导探测器进行了低于其永久损伤阈值的变功率激光辐照，测量辐照前后器件的电阻－温度特征，用电阻－温度特征研究材料参数的方法对实验结果进行拟合，结果表明辐照后HgCdTe探测器件的组分变大，并由此计算得到探测器性能突变后，器件的电子迁移率与电子浓度均有一定程度减小。认为这可能是由于激光辐照的热效应使N型HgCdTe光导器件的表面及体内均产生的一定的变化所致。     

室温长波光导探测器研究

从理论和实验上详细研究了室温长波HgCdTe光导探测器,提出了室温光导半导体的广义优值,计算了10.6μm HgCdTe探测器的优值和极限性能与组分和掺杂的关系。用HgCdTe外延层制作了光导探测器,描述了它的性能。结果表明10.6μm室温光导探测器的最佳探测率可高于1×10~8cmHz~(1/2)/W,已接近一般的热敏型探测器性能。     

退火工艺对HgCdTe材料位错密度及电学性能影响的研究

实验分别采用高低温退火和循环变温退火方式对液相外延生长的HgCdTe材料进行饱和汞压热处理,研究了两种热处理工艺对碲镉汞材料位错密度及电学性能的影响。结果表明：相较于高低温退火,经循环变温退火后HgCdTe材料的位错密度有了明显的降低,并且材料的迁移率有了显著的提升。研究发现循环变温退火是一种较好提升HgCdTe材料性能的热处理方法。     

Passivation of HgCdTe p-n diode junction by compositionally graded HgCdTe formed by annealing in a Cd/Hg atmosphere

Cadmium telluride (CdTe) is being widely used for passivating the HgCdTe p-n diode junction. Instead of CdTe, we tried a compositionally graded HgCdTe as a passivation layer that was formed by annealing an HgCdTe p-n junction in a Cd/Hg atmosphere. During annealing, Cd diffuses into HgCdTe from the Cd vapor, while Hg diffuses out from HgCdTe, forming compositionally graded HgCdTe at the surface. The Cd mole fraction at the surface was constant regardless of the annealing temperature in the range of 250–350°C. Capacitance versus voltage (C-V) curves for p-type HgCdTe that were passivated with compositionally graded HgCdTe formed by Cd/Hg annealing at 260°C showed a smaller flat-band voltage than the one passivated by thermally deposited CdTe, indicative of the better quality of the passivation. A long-wave infrared (LWIR) HgCdTe p-n junction diode passivated by compositionally graded HgCdTe showed about a one order of magnitude smaller R_dA value than the one passivated by thermally deposited CdTe, confirming the effectiveness of the compositionally graded HgCdTe as a passivant.     

As离子注入碲镉汞的p+n结红外探测器

讨论了制作pn结构的另一种途径，即在n型HgCdTe材料上离子注入As^ 。然后通过辐射快速退火形成反型p^ 层来获得p^ n结。通过对制作工艺及实验结果的讨论，阐述了两种制作pn结工艺的特点，实验表明，采用辐射快速退火工艺可以在短时间内完成对HgCdTe注入表面的缺陷退火和杂质激活，而不会改变HgCdTe组份，已用此方法在注入As^ 的n型HgCdTe样片上制作出性能较好的p^ n结光伏红外探测器。     

多层HgCdTe异质外延材料的热退火应力分析

前期研究采用高温热处理方法,获得了抑制位错的最佳退火条件.通过比对实验,发现不同衬底上HgCdTe表面的CdTe钝化层在热处理过程中对位错的抑制作用各有不同.结合晶格失配应力和热应力对不同异质结构进行理论计算,借助X射线摇摆曲线的倒易空间分析,解释了CdTe钝化层对HgCdTe位错抑制的影响作用.     

富汞热处理对碲镉汞电学性能的影响

对用液相外延(Liquid Phase Epitaxy,LPE)方法生长的碲镉汞(HgCdTe)材料进行了闭管富汞热处理,并研究了不同的热处理时间和热处理温度对其电学性能的影响.通过对HgCdTe材料进行富汞热处理可以有效降低材料内的缺陷尺寸、密度以及位错密度,并可完成材料由p型到n型的转变.工艺中,低温热处理对HgC...     

Si基HgCdTe材料的电学特性研究

文章研究了Si基分子束外延HgCdTe原生材料、P型退火材料和N型退火材料的霍耳参数、少子寿命等材料电学特性。研究发现，晶格失配导致Si基HgCdTe材料原生材料和N型退火材料迁移率低；Si基原生HgCdTe材料属于高补偿材料，但高补偿性并非材料的固有特性，通过P型退火可使材料变为低补偿材料，迁移率得到提高。采用分子束外延方法制备的3in Si基HgCdTe材料电学性能与GaAs基HgCdTe材料相比，性能还有待提高。改进分子束外延生长工艺提高HgCdTe质量，从而进一步提高迁移率，是Si基外延研究的关键。     

液相外延碲镉汞中砷离子注入与激活表征研究

As在HgCdTe材料中具有较小的扩散系数,可以形成较为稳定的结构,广泛应用于HgCdTe的p型掺杂。在p-on-n型碲镉汞红外探测器的制备中As掺杂是重要的制备方法。针对在制备过程中存在无法精确测量As激活率的问题,提出采用低温弱p型退火辅助差分霍尔测试的方法,获得了载流子浓度分布,从而通过与SIMS测试结果对比得到长、中波液相外延HgCdTe样品中As的激活率,并分析了退火等工艺对As掺杂后激活率的影响。     

分子束外延HgCdTe薄膜As掺杂P型激活研究

报道了利用As4作为掺杂源获得原位As掺杂MBE HgCdTe材料的研究结果．利用高温退火技术激活As使其占据Te位形成受主．对原位As掺杂MBE HgCdTe材料进行SIMS及Hall测试,证实利用原位As掺杂及高温退火可获得P型MBE HgCdTe材料．     

退火温度下Hg在HgCdTe中的扩散机制

首先分析了Ｈｇ在ＨｇＣｄＴｅ晶格中所处的两种状态和Ｈｇ成ＨｇＣｄＴｅ外延层的扩散过程,然后提出了一种扩散模型,从理论上得到Ｈｇ在ＨｇＣｄＴｅ中的扩散深度与扩散时间的平方根成正比。对于在Ｈｇ饱和条件下退火后的ＨｇＣｄＴｅ,用逐层腐蚀法测量了Ｈｇ在其中的扩散与扩散时间的关系。实验表明其结果与理论模型较吻合。     

掺砷碲镉汞的研究进展

掺砷碲镉汞是一科用于制作p-on-n器件和实现高性能碲镉汞探测器及多色红外焦平面阵列的关键材料。对掺砷碲镉汞的相关文献进行了归纳分析。砷渺活效率与退火条件及砷的浓度直接相关。对于掺砷浓度在10^16-10^18cm-3范围内的碲镉汞,通过300℃／16h和240℃／4sh两步退火可将样品前表面激活为P型材料,但汞空位的浓度相对于背面较高。样品背面靠近衬底处可能存在AsT和AsHg缺陷。