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。     

1. 319μm 激光诱导HgCdTe (PV 型)探测器混沌的研究

通过对1. 319μm 连续波激光辐照PV 型HgCdTe 探测器的实验研究,发现当激光辐照 功率密度超过探测器的饱和阈值以后,激光能诱导探测器产生混沌现象,并得出了相应的激光辐照功率密度范围,文中还对试验结果进行了论证与分析。     

1. 319μm 激光诱导HgCdTe (PV 型)探测器混沌的研究

通过对1.319μm连续波激光辐照PV型HgCdTe探测器的实验研究，发现当激光辐照功率密度超过探测器的饱和阈值以后，激光能诱导探测器产生混沌现象，并得出相应的激光辐照功率密度范围，文中还对试验结果进行了论证与分析。     

CO2激光辐照HgCdTe探测器的实验研究

采用CO2激光分别对PC型和PV型HgCdTe探测器进行干扰实验,得到了不同入射激光功率密度下的响应波形,给出了两种探测器的热效应干扰阈值和饱和阈值,并对实验结果进行了分析。     

激光辐照PC型HgCdTe探测器热效应的计算

通过测量ＰＣ型ＨｇＣｄＴｅ探测器电阻与温度的关系及激光辐照下电阻随时间的变化，建立了热模型，计算了三种损伤机制下的激光损伤阈值。     

激光辐照HgCdTe探测器的温度场数值分析

建立激光辐照下HgCdTe光电导探测器的非稳态物理模型，进行温升计算，得到温度场分布的数值解。分析瞬态温度场分布随时间变化的关系，讨论了激光辐照对探测器性能参数的影响，实践证明，本研究方法简便有效，能够对器件机理的分析提供理论依据。     

PC型HgCdTe探测器的反常效应

在中波和长波PC型HgCdTe红外探测器中发现了与正常光响应规律完全不同的反常效应。文中通过对该效应大量的实验研究,确定了反常效应产生的条件和反常效应的特点。最后,对反常效应产生的机制进行了探讨。此效应的发现为物质结构更深层次的认识以及激光与物质相互作用新机制的探究和应用提供了新的线索和实验支持。     

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.     

HgCdTe红外探测器性能分析

根据碲镉汞材料的性能、碲镉汞红外探测器物理机理和基本器件模型,对截止波长为3 m、5 m、10.5 m的碲镉汞探测器,在不同工作温度下的探测率性能进行了理论计算。计算结果表明:碲镉汞探测器在短波、中波和长波三个主要红外波段均能满足第三代红外焦平面器件对灵敏度和工作温度的要求。     

长波碲镉汞探测器RV特性分析

对硼离子注入制备的N on P平面结长波碲镉汞探测器的RV曲线进行分析,研究不同偏压下暗电流机制,提取得到探测器的电学参数及理想因子,表明为提升器件性能,需要对探测器的陷阱辅助隧穿电流及产生复合电流进行抑制。通过对长波碲镉汞探测器RV曲线的拟合分析,表明RV拟合技术作为一种有效的分析方法,可用于评估器件性能和工艺状态,并指导工艺改进。     

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。     

基于Pt/CdS与InSb光伏型紫外-红外焦平面探测器的双色探测机理

紫外与红外大气窗口蕴含着与人类密切相关的信息。基于新型的时域有限差分光子学分析方法联合有限元电学分析方法研究了Pt/CdS紫外与InSb 红外双色焦平面阵列探测器的双色探测机理。研究发现,超薄 Pt金属膜与CdS形成肖特基结可以获得较大的紫外光响应并能更好耦合红外光。采用像元间距为50μm的Pt/CdS与InSb键合结构,可以很好的抑制像元间的串音。结果证明了紫外-红外双色探测的可行性,该方法将为紫外-红外双色探测器的设计提供基础指导。     

一种碲镉汞长波红外探测器暗电流测试方法

碲镉汞红外焦平面探测器的暗电流一般是在无法接受到外界热辐射的状态下进行测试,这种测试方法需要在特殊的杜瓦结构里进行测试,只能在实验室进行测试。本文介绍了一种在实际应用杜瓦结构中评价碲镉汞长波红外探测器暗电流的测试方法,该方法不需要改变组件结构,仅通过常规的性能测试和利用理论公式计算就可得到暗电流数值。对320×256 长波碲镉汞探测器组件的试验结果表明,用该方法得到的暗电流结果与实验室得到的暗电流结果非常接近,可作为红外焦平面探测器暗电流评估的快捷方法。     

Physical structure of molecular-beam epitaxy growth defects in HgCdTe and their impact on two-color detector performance

The flexible nature of molecular-beam epitaxy (MBE) growth is beneficial for HgCdTe infrared-detector design and allows for tailored growths at lower costs and larger focal-plane array (FPA) formats. Control of growth dynamics gives the MBE process a distinct advantage in the production of multicolor devices, although opportunities for device improvement still exist. Growth defects can inhibit pixel performance and reduce the operability in FPAs, so it is important to understand and evaluate their properties and impact on detector performance. The object of this paper is to understand and correlate the effects of macrodefects on two-color detector performance. We observed the location of single-crystal and polycrystalline regions on planar and cross-sectioned surfaces of two-color device structures when void defects were viewed by scanning electron microscopy (SEM). Compositional analysis via energy dispersive x-ray analysis (EDXA) of voids in the cross section showed elevated Te and reduced Hg when compared to defect-free growth areas. The second portion of this study examined the correlation of macrodefects with pixel operability and diode current-voltage (I–V) characteristics in mid-wavelength infrared (MWIR)/MWIR (M/M) and long wavelength infrared (LWIR)/LWIR (L/L) two-color devices. The probability of diode failure when a void is present is 98% for M/M and 100% for L/L. Voids in two-color detectors also impact diodes neighboring their location; the impact is higher for L/L detectors than M/M detectors. All void-containing diodes showed early breakdown in the I–V characteristics in one or both bands. High dislocation densities were observed surrounding voids; the high density spread further from the void for L/L detectors compared to M/M detectors.     

碲镉汞探测器在高温目标下的光电倍增效应

针对不同波段的碲镉汞红外探测器在探测高温目标情况下的特性进行了研究。测量结果显示随着所探测目标温度的不断升高,器件光生电流亦随之上升,但并非平行变化,这就导致了探测器动态微分阻抗不断下降。器件微分电阻下降的主要原因是p?蛳n结由于背景辐照和反向偏压的增加,引起光生载流子的激增,碰撞电离导致的光电倍增效应引起的,这种效应使得器件光生电流并非是单纯叠加在器件反偏暗电流之上、只随辐射通量而变化的变量,同时也是偏压的函数,随着偏压的增大会对微分阻抗有一个降低作用。通过理论计算这种假设得到了证实,实验结果和理论计算吻合的比较好。     

Improvement of nonlinearity and extension of wavelength region using tandem (PV+PC) type HgCdTe detector (Dual-MCT) in FTIR spectrometer

A tandem (PV+PC) type HgCdTe detector (Dual-MCT) was fabricated to improve the nonlinear detector response and extend the wavelength region in Fourier transform infrared spectrometer. The backside-illuminated narrow band PV-MCT detector was arranged at the upper part of the hybrid device. A grid or a circular pattem electrode was formed on the active area to transmit the longer wavelength light than cutoff. The appropriate reverse bias was applied to the detector to obtain better linearity. The PC-MCT detector with a longer cutoff wavelength of middle band or wide band was arranged at the down part of the device to receive the transmitted light through the PV-MCT. The interferogram signals with better linearity from both detectors were combined after the phase matched preamplifier and Fourier transformed to a spectrum. The calibration curves evaluated with the absorption peaks at wavenumbers of 2025 and 972 cm⁻¹ of n-hexane showed that the Dual-MCT had excellent linearity and wider wavelength coverage.     

基于MOSFET漏电流温度特性的室温红外探测器

基于MOSFET的漏电流温度特性，提出了一种可与CMOS工艺兼容的新型室温红外探测器。它采用在SOI衬底上实现的MOSFET作为探测红外灵敏元，在MOSFET的钝化层上制作可提高红外吸收率的光学谐振腔，并利用硅微机械加工技术将SOI的隐埋氧化层悬空，形成热绝缘微桥结构。MOSFET在担当探测红外辐射灵敏元的同时，又作为放大处理电路的一部分，简化了电路。分析表明，探测器的探测率可高达10^9-10^10cmHz^1/2W^-1.