1.33微米HgCdTe/CdTe光电二极管

用液相外延技术成功地生长了波长为1.33微米的Hg_(1-x)Cd_xTe外延层,制备并测量这种材料的光电二极管,对异质结的分析表明:在室温下,正向偏压的结电流主要是产生-复合机理形成的,估计产生-复合的有效寿命为2 ×10~(-7)秒,加30伏反向偏压时,漏电流密度达9×10~(-6)安/厘米~2,而二极管击穿电压为70伏。     

背面照射型HgCdTe/CdTe光电二极管

本文报导第一次实现用液相外延技术制备的背面照射型HgCdTe/CdTe光电二极管。在其他条件都相同的情况下,这些二极管的热噪声要比HgCdTe块状光电二极管低。用基于材料参数和n~ -p二极管的几何结构的分析模型来说明种情况。     

1.22μm HgCdTe/CdTe雪崩光电二极管

用液相外延法(LPE)制成具有峰值响应1.22μm和截止波长1.25μm的平面型HgCdTe/CdTe雪崩光电二极管。通过1.06μm掺钕钇铝石榴石(Nd:Y AG)激光照射获得大于15的雪崩增益。测得反向击穿电压为80V,并测得在40V时的漏电流密度为1×10~(-4)/cm~2。无抗反射涂层时,在1.22μm管子的峰值量子效率是72%。     

气相外延片上的HgCdTe光电二极管镶嵌阵列

成像用(MIS、光电二极管、光导器件)高性能红外器件和单片电子器件(CCD、CID)的不断发展,清楚地表明了HgCdTe的重要性。要制作多元(对焦平面而言,约有10~4个)的器件,关键在于制造电性能良好和均匀性很高的基础材料。用传统的生长方法不能满足这些要求,这主要是因为组分变化和相分凝等现象与较宽的相图有关。采用气相外延淀积工艺解决了这些难点。选择等温生长工艺,是因为这种方法工艺简单,制得的外延层有镜面状表面、良好的结晶性质和电性能,组分均匀性也很好。     

1～3微米光谱区用(Hg,Cd)Te光电二极管激光接收器

各种组分的(Hg,Cd)Te灵敏高速光电二极管探测器已制成,用于1～3微米的光谱区。这些探测器工作于室温,量子效率为40～70％,比探测度由1.3微米波长的3×10~(11)厘米·赫~(1/2)/瓦到3微米波长的5×10~9厘米·赫~(1/2)/瓦。冷却光电二极管探测器可改进性能。在77°K下2.2微米波长的比探测度测得为2×10~(12)厘米·赫~(1/2)/瓦,接近背景限。对探测器-前置放大器组件进行了响应时间测量,用的是0.9、1.06及1.54微米的脉冲辐射。响应时间约为10毫微秒,似乎与波长无关,但受RC乘积和放大器频带宽的限制。若光电二极管接一频带很宽的放大器,脉冲响应就被RC之积限制到0.5毫微秒,并测得另一时间常数(约为5毫微秒),据说它是由储存的载流子的渡越时间决定的。     

HgCdTe电子雪崩光电二极管

用短波红外至长波红外HgCdTe制作的电子注入雪崩光电二极管所呈现的增益和过量噪声特性表现出一种单个致电离载流子的增益过程。结果形成一种具有"理想"特性的电子雪崩光电二极管,这些理想特性包括几乎无噪声的增益。本文报导在研制长波、中波和短波截止红外Hg_(1-x)Cd_xTe电子雪崩光电二极管方面所取得的成果。这些器件采用p围绕n、正面照射和n /n-/p的圆柱形几何结构,这样的几何结构便于电子注入增益区。这些器件具有一种均匀的指数式增益电压特征,这与k=α_n/α_e为零的空穴与电子电离系数比是一致的。在中波红外电子雪崩光电二极管中已测得大于1000的增益,而且没有任何雪崩击穿的迹象。在中波红外和短波红外电子雪崩光电二极管上测得的过量噪声结果表明,在高增益处有一个与增益无关的过量噪声系数,其极限值小于2。在77K温度处,截止波长为4.3μm的器件在增益为1000以上时呈现出接近1的过量噪声系数。在室温下,短波红外电子雪崩光电二极管仍与k=0效果保持一致,其过量噪声系数与增益无关,接近小于2的极限值。k=0效果可用HgCdTe的能带结构来解释。基于HgCdTe能带结构的蒙特卡罗模型和HgCdTe的散射模型预计了测得的增益和过量噪声特性。当一个中波红外雪崩光电二极管的工作温度为77K时,在10ns脉冲信号的964增益处测得的7.5光子的噪声等效输入说明了HgCdTe电子雪崩光电二极管的性能。     

HgCdTe光电二极管的极限特性

本文计算了(Cd、Hg)Te光电二极管的单位面积电压灵敏度,即乘积R_VA及探测率D~*。假设:来自n区的空穴扩散电流超过穿越p—n结总电流中的其他组分,而它的寿命则由俄歇机构决定,就可以预言在宽波段工作的红外辐射光电二极管接收器的极限参数。探讨了(Cd、Hg)Te外延层及以其为基底的光电二极管的制备工艺,提出了预防p—n结表面电流和表面击穿的新方法,该方法较之一般的工艺能获得高的稳定性。对1—11微米波段的非致冷光电二极管的理论值和实验值进行了比较,发现对2.5—7微米波段的探测器来说是非常吻合的。在λ>2.5和λ>7微米的波段,实验值明显低于计算值,并对可能的原因进行了研究。     

HgCdTe雪崩光电二极管的研究进展

碲镉汞红外雪崩光电二极管(APD)阵列作为最近十多年来发展起来的新型探测器,以其高增益、高灵敏度和高速探测的优点,成为未来微弱信号探测、二维/三维成像、主/被动探测应用的重要器件。本文重点阐述了雪崩光电二极管的基本原理、以及HgCdTe雪崩光电二极管材料和器件的研究,结合应用方向对其研究进展进行了综述性介绍。     

分子束外延生长CdTe/HgCdTe非对称多量子阱

分子束外延生长CdTe/HgCdTe非对称多量子阱,用反射高能电子衍射监测生长过程,并用x射线衍射测定其结构参数。通过对吸收光谱的研究并结合包络函数计算,发现该结构子带吸收很强,吸收限在9～11μm。     

Si基CdTe/HgCdTe分子束外延材料的位错抑制

基于GaAs/Si材料中位错的运动反应理论,修正获得CdTe/Si和HgCdTe/Si外延材料中的位错运动反应模型.采用快速退火方法对Si基HgCdTe外延材料进行位错抑制实验研究,实验结果与理论曲线基本吻合,从理论角度解释了不同高温热处理条件对材料体内位错的抑制作用.对于厚度为4～10μnn的CdTe/Si进行500...     

新型低噪声等效功率的HgCdTe光电二极管

据霍尼烕耳公司电子光学中心的J. F. 雪利和L. O.佩里说，工作在千兆赫范围内的汞-镉-碲光电二极管现已达到的最低噪声等效功率为6.2×10^-20瓦·赫-2。他们的二极管的噪声等效功率是在10.6微米波长处进行测量的，运转在77 K和1.75千兆赫下，对应的量子效率约为30%。由于汞-镉-碲探测器具有能在2至12微米波长范围内工作的能力，所以在红外外差应用中具有一定的吸引力，例如激光雷达、红外天文学以及大气速度和湍流的测量等。     

在分子束外延P型HgCdTe薄膜上制造长波红外平面光电二极管

本文介绍了分子束外延生长ＨｇＣｄＴｅ外延层以及利用平面工艺技术制制敏感波长为８μｍ－１０μｍ的小型ｐ－ｎ结的结果,在分子束外延过程中,生长动态,组分和表面粗糙度是利用内在高能电子衍射计和椭圆对称计在原位控制的。小面积光敏二极管（５０×７０μｍ）是利用平面工艺技术和阳极氧化物薄膜下的退火技术而制造出来的,Ｖ－Ｉ,光谱响应以及噪声特性的测量结果表明,在用发子束外延技术生长的碲镉汞外延层上制造的光电二极     

10.6微米碲镉汞光电二极管

目的和措施本方案的目的在于研制实用的、反向偏压碲镉汞光电二极管型探测器,该探测器既灵敏又具有快速响应,它用于10.6微米外差探测,工作温度在145至190K范围内。为了达到这一目的,必须满足下述要求。     

10.6微米碲镉汞光电二极管

理论和实验结果1.材料鉴定在光电二极管的制造中,选择Hg_(1-x)Cd_xTe的理论标准为:响应时间、杂质浓度、量子效率和决定适用光谱响应的组分x(CdTe的克分子数)。本节分析n-P和P-n型这两种基本二极管结构的极限频率。分析得出:衬底中少数载流子的渡越时间与迁移率及吸收系数的平方成反比。α=2×10~3厘米~(-1)时,n-P型的 t_r=3.5×10~(-10)秒,P-n型的t_r=60×10~(-9)秒;n-P结器件的渡越时间比P-n结     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

分子束外延HgCdTe薄膜的CdTe缓冲层特性研究

CdTe是GaAs衬底上分子束外延(MBE)HgCdTe薄膜时的缓冲层,引入缓冲层的目的是减小失配位错,CdTe缓冲层的生长直接影响到后续HgCdTe薄膜的制备质量,然而目前现有文献鲜有报道CdTe缓冲层的最佳厚度.采用X射线双晶衍射、位错腐蚀坑密度(EPD)、FT-IR和椭圆偏振光谱的方法,从CdTe缓冲层厚度对位错密度的影响入手,分析并确定了理想的CdTe缓冲层厚度.     

HgCdTe光电二极管量子效率分布函数的研究

研究了一种新的解卷积方程的方法,在光点扫描测量中,若光点面积与被测器件的光敏面面积相差不多,则器件输出函数为V(x)=G(x)*η(x),G(x)是光点的分布函数,为高斯函数,η(x)是量子效率分布函数。由于V(x)不是一个解析函数,上述卷积方程只能进行数值求解。理论分析和实际计算证明,利用计算机离散傅里叶变换法解此方程,误差大得不能接受。我们采用幂级数展开的方法计算了上述方程,得出了量子效率分布函数,用此方法对两只HgCdTe光电二极管进行了测量,实测结果表明:量子效率分布呈中间大边缘小的近高斯形分布,并且光敏面面积明显小于标称面积。     

HgCdTe光电二极管阵列的噪声等效温差特性

本文计算用于探测8～12μm波段辐射的Hg_(1-x)Cd_xTe光电二极管线列的噪声等效温差(NETD)。用材料性能作为参数,给出光电二极管的暗电流、信号和背景的光电流对光电二极管的截止波长及工作温度的依赖关系,并计算NETD与这些参数的关系。当非平衡载流子寿命和体掺杂级作为参数时,根据Hg_(1-x)Cd_xTe的克分子组分来确定NETD的最佳数值。获得了光电二极管的最适宜的截止波长和工作温度。对于现行技术和77K的焦平面温度来说,证明了实例系统的最适宜的截止波长是在9.5～10.5μm范围内。