MCT光导器件芯片室温电阻率不稳定因素探讨

重点讨论ｘ值在０．２７附近的ＭＣＴ光导器件芯片电阻率随时间变化的问题。认为：ＭＣＴ芯片中Ｈｇ原子的逐渐逸出，导致材料ｘ值随时间而变化是使芯片室温电阻率变化的主要原因；在某些条件下（如加温），芯片表面可以形成高浓度的ｎ型薄层，从而对芯片的室温电阻率产生影响。     

HgCdTe光导探测器的优化设计

利用牛顿迭代法,在一维理论的基础上,计算机模拟优化设计了工作在8～14μm波段HgCdTe光导探测器的各项参数。结果表明,器件厚度取6μm,长度取100～150μm,环氧树脂胶粘层<3μm,净掺杂浓度取1.4×10~(15)cm~(-3),表面复合速度取500cm/s,电场强度取10V/cm为佳。该法亦可使用于其他光导探测器的优化设计中。     

HgCdTe光导探测器的磁阻特性

测量了３个ＨｇＣｄＴｅ光导器件和一块液相外延生长ＨｇＣｄＴｅ薄膜材料的磁阻．用两种载流子模型的约化电导张量（ＲＣＴ）过程对实验数据进行了分析，拟合结果与实验值符合得很好．     

HgCdTe光导探测器的低频噪声

Hg_0.73Cd_0.27Te光电导探测器的低频噪声频谱呈1/f关系,测得不同样品的S_v/V~2值随偏置电场变化而变化,说明陷阱效应引起载流子数起伏是主要的低频噪声源,只有表面状态较为理想的样品的S_v/V~2值才接近Hooge关系的计算值,迁移率起伏上升为主要的1/f噪声源.Hooge关系可以作为区分陷阱效应和迁移率起伏两类噪声源的判別标准.     

HgCdTe器件芯片成型离子束刻蚀掩蔽膜的改进

随着半导体技术的发展,尤其是红外薄膜台面型器件图形日愈微细化的情况下,传统的化学腐蚀技术远不能满足器件成型研制的要求,所以,干法刻蚀越来越成为器件制备的主要手段之一。而在该工艺中,光刻胶     

昆明物理研究所HgCdTe光导探测器的现状及发展

“七五”,“八五”期间,昆明物理研究所成功地研制和发展了ＨｇＣｄＴｅＳＰＲＩＴＥ探测器组件和多元短线列光导ＨｇＣｄＴｅ探测器组件,本文简要报道这两种探测器组件的现状和今后的发展。     

长波大面积HgCdTe光导红外探测器的研究

研制的长波大面积HgCdTe光导红外探测器的面积为2.1×2.1mm~2,在80K时探测率D_p~*=1.86×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),响应率R_p=386VW~(-1),长波限λ_(co)(50%)>18μm.还研制了带有低温聚光器组合件结构的新型探测器,D_p~*=7.3×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),λ_(co)(50%)>16μm.     

HgCdTe焦平面红外探测器封装中的芯片粘接技术

针对HgCdTe焦平面红外探测器封装的特殊性,提出了芯片粘接胶的选用原则,影响粘接质量的主要因素,以及粘接工艺优化方法.提出了用于封装 HgCdTe MW 320×256探测器的低温胶X1,并对该胶做了一系列可靠性实验.实验证明,低温胶X1满足该探测器的封装要求.     

HgCdTe光导及扫积型器件的瞬态响应

从理论和实验上分析了HgCdTe光导(PC)及扫积型(SPRITE)器件的瞬态衰退过程,结果表明在高偏置电场下,光导器件的衰退过程近似线性,扫积型器件的衰退过程近似矩形.由衰退过程曲线可以确定过剩载流子的双极迁移率.     

HgCdTe薄片中表面电阻的变化对其总电阻的影响

讨论了 HgCdTe 薄片当其厚度在20μm 左右时,表面与体内导电性质不同所出现的ρ-T 关系曲线,并与正常情况下的ρ-T 关系曲线比较。解释了某些 HgCdTe 薄片电阻率反常的原因。     

碲镉汞外延晶膜的不稳定性

利用变温和变磁场霍尔测试对在空气室温环境长期存放的碲镉汞液相处延晶膜作了定期的检测，结果表明，晶膜的电学性质随时间有明显的改变，本文采用非均匀晶膜的层状模型对晶膜的不稳定性作了详细的分析。     

HgCdTe材料的溴-甲醇抛光工艺研究

碲镉汞(HgCdTe)红外探测器制备中的化学-机械抛光工艺会在碲镉汞材料表面形成一定深度的损伤层。用溴-甲醇化学机械抛光取代溴腐蚀工艺,有效地降低了抛光过程所产生的表面损伤。在溴-甲醇抛光工艺中,可变参数有溶液的浓度比、抛光时间、转盘转速等,不同的参数组合对于抛光效果有不同的影响,经过正交试验可以以较少的试验次数高效经济地得到最佳的溴-甲醇抛光工艺参数组合。以该优化参数进行抛光所得到的碲镉汞材料通过XRD测试以及Ar+刻蚀后表面形貌的测试表明,HgCdTe晶片表面剩余损伤大大减小。     

磨抛工艺中HgCdTe晶片的表面损伤

用Ｘ射线反射形貌术研究了磨抛工艺在用Ｔｅ溶剂法和布里奇曼法生长的碲镉汞晶片表面引入的损伤，发现精磨精抛的ＨｇＣｄＴｅ晶片表面的损伤结构与切割、粗磨造成的损伤结构明显不同。根据实验结果分析，认为机械划痕是精磨精抛过程中的主要损伤结构，并提出一个新的表面损伤模型──表面不完全损伤模型。用Ｘ射线形貌相测出了精磨精抛ＨｇＣｄＴｅ晶片表面的平均损伤和最大损伤深度。结合压痕实验，确定了机械划痕周围的晶格应变区是高密度位错增殖区；在特定条件下，测出两者之间的比值约为５。最后讨论了最大损伤深度和平均损伤深度对探测器性能的影响。     

MBE Growth of HgCdTe on Large-Area Si and CdZnTe Wafers for SWIR,MWIR and LWIR Detection

Molecular beam epitaxy (MBE) growth of HgCdTe on large-size Si (211) and CdZnTe (211)B substrates is critical to meet the demands of extremely uniform and highly functional third-generation infrared (IR) focal-panel arrays (FPAs). We have described here the importance of wafer maps of HgCdTe thickness, composition, and the macrodefects across the wafer not only to qualify material properties against design specifications but also to diagnose and classify the MBE-growth-related issues on large-area wafers. The paper presents HgCdTe growth with exceptionally uniform composition and thickness and record low macrodefect density on large Si wafers up to 6-in in diameter for the detection of short-wave (SW), mid-wave (MW), and long-wave (LW) IR radiation. We have also proposed a cost-effective approach to use the growth of HgCdTe on low-cost Si substrates to isolate the growth- and substrate-related problems that one occasionally comes across with the CdZnTe substrates and tune the growth parameters such as growth rate, cutoff wavelength (λ _cutoff) and doping parameters before proceeding with the growth on costly large-area CdZnTe substrates. In this way, we demonstrated HgCdTe growth on large CdZnTe substrates of size 7 cm × 7 cm with excellent uniformity and low macrodefect density. Received December 7, 2007; accepted February 25, 2008     

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。     

长波HgCdTe光导探测器液氮温度电阻和室温电阻比值计算

研究了长波ＨｇＣｄＴｅ光导探测器液搂温度电阻和室温电阻比值计算问题。结果表明：制成器件后，表面导导，材料电导率的变化和背景辐射都将使器件液氮温度的电阻减小，进行这三项修正后，器件电阻比值的计算值与实验值吻合。     

碲镉汞富汞热处理技术的研究

利用自行研制的垂直开管富汞热处理设备,研究了碲镉汞（HgCdTe）富汞热处理技术。经富汞条件下3000C热处理和后续的常规N型热处理,As掺杂的Hg1-xCd,Te分子束外延材料中的As原子已被激活成P型受主,As原子激活率同石英管封管热处理试验的结果基本一致。对包括3in Si基衬底在内的材料退火前后表面形貌进行的比较显示,样品表面形貌可得到很好的保护。研究结果表明,碲镉汞开管富汞热处理技术可用于第三代碲镉汞红外焦平面技术所需大面积多层掺杂异质外延材料的制备。     

双位组合四探针法测量硅片电阻率

本文研究用双位组合四探针测量硅材料薄片电阻率的新技术，提出新的计算公式和厚度修正原理。用双位组合法测量不同厚度硅样品所得结果与常规四探针法测得的结果相比较表明，用双位组合法测量较厚（Ｗ／Ｓ＞０．６）样品时，非但不能直接套用常规的厚度计算方法，而且还必须采取新的厚度修正。本文给出两种双位组合法的计算公式，分析新的厚度修正原理，给出测试结果，得出相应结论。