HgCdTe环孔p-n结光伏探测器暗电流机制

P-n结I-V特性是红外光伏探测器的一个重要指标,它直接决定了探测器的动态电阻和热噪声,决定了探测器的性能.实验主要对离子刻蚀环孔P-n结HgCdTe长波光伏探测器进行变温,I-V特性测试分析.通过对测试实验数据拟合,从理论上计算了探测器在不同温度及不同偏压下的暗电流,得到一些相关的材料和器件性能参数.希望利用分析计算结果了解工艺中存在的问题,对改进工艺及提高器件性能提供理论依据.     

不同结构的碲镉汞长波光伏探测器的暗电流研究

摘要对B^ 注入的n-on-p平面结和分子束外延(MBE)技术原位铟掺杂的n-on-p台面异质结的碲镉汞(HgCdTe)长波光伏探测器暗电流进行了对比分析．与n-on-p平面结器件相比，原位掺杂的n-on-p台面异质结器件得到较高的零偏动态阻抗一面积值(RoA)．通过与实验数据拟合，从理论上计算了这两种结构的器件在不同温度下的RoA和在不同偏压下的暗电流，得到一些相关的材料和器件性能参数．     

光伏型碲镉汞长波探测器暗电流特性的参数提取研究

报道了一种适用于碲镉汞长波光伏探测器的由典型电阻电压(R-V)曲线提取器件基本特征参数的数据处理途径.拟合程序中采用的暗电流机制包括了扩散电流机制,产生复合电流机制,陷阱辅助隧穿机制以及带到带直接隧穿电流机制.本文详细地给出了该拟合计算所采用的方法和途径,分析了拟合参数的误差范围.通过对实际器件的R-V特性曲线的拟合计算,给出了实际器件的基本特征参数,验证了该数据处理途径的实用性.     

碲镉汞长波探测器暗电流仿真分析

针对n-on-p型长波Hg1-xCdxTe红外探测器的暗电流进行建模分析,分析了不同机制对暗电流的影响,仿真分析结果和实际结果能够较好地匹配。得出探测器的工作状态暗电流Idark＝9×10-10 A,工作电阻Rr＝109?,品质因子R0A＝20?cm2。从仿真分析结果得出,在现有工艺下,Shockley-Read-Hall （SRH）复合和表面漏电是影响暗电流的最主要的非本征因素,其中SRH复合速率为2×1016/s?cm3,当表面态到达1×1012 cm-2,器件会出现严重的表面沟道。     

12.5 μm碲镉汞长波红外探测器暗电流研究

随着红外探测器技术的发展,延长探测器的工作波长成为重要的发展方向之一。由于工作波长随x值的变化而带隙可调,碲镉汞材料得到了广泛应用。随着波长增长,暗电流成为限制红外探测器发展的主要因素。以12.5 μm碲镉汞长波红外探测器为例,通过仿真研究了工作温度和固定电荷对其暗电流的影响,并对77 K和60 K下不同种类的暗电流进行了分析。该研究使我们对12.5 μm探测器的暗电流具有更深入的了解,为提高12.5 μm探测器的制备水平提供了方向。     

砷掺杂基区n-on-p长波光伏碲镉汞探测器的光电特性

报道了砷掺杂基区n-on-p长波碲镉汞平面结器件的电流电压特性、光谱响应特性,并同p型汞空位n-on-p长波碲镉汞平面结器件进行对比分析,发现砷掺杂基区长波器件的很多性能如优值R0A、电流响应率、黑体探测率都要优于汞空位基区长波器件。     

碲镉汞光伏探测器的电流机构及器件建模

本文主要概述了碲镉汞光伏探测器及其电流机构：扩散电流、产生复合电流、直接隧道电流、间接隧道电流、表面漏电流以及光电流等。然后根据碲镉汞的电流机构讲述了建立光电集成回路计算机辅助分析的器件模型的步骤。     

论碲镉汞光电二极管的暗电流

对于工作在1—30岬波段的各种红外光电探测器来说,碲镉汞（Mercury Cadmium Telluride,MCT）已经成为最重要的一种半导体材料。为了获得最优的性能,MCT探测器的暗电流必须降至最小。主要根据近年来的部分英文文献,从基本概念入手,介绍了有关MCT光电二极管暗电流研究的发展情况,并讨论了对于MCT光电二极管暗电流有关问题的理解和体会。     

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.     

HgCdTe光伏器件反常I－V特性分析

对ＨｇＣｄＴｅ光伏器件研制中出现的光电二极管伏安特性反常现象提出了寄生ｐ－ｎ结模型，并以此模型为基点，结合工艺实验对此现象进行了解释和分析。     

集成浸没透镜结构碲镉汞光伏器件的研制

采用等温气相外延方法(Isothermal Vapor Phase Epitaxy,ISOVPE)在CdZnTe衬底上生长出碲镉汞外延材料.在此基础上研制出在近室温条件下工作、具有集成浸没透镜结构的碲镉汞光伏器件,器件的工作波段为2.5 μm～3.2 μm.由于采用ISOVPE工艺生长的碲镉汞外延材料的组分梯度较大,文中采用多次湿法腐蚀-透射光谱测试的方法对材料的截止波长进行较精确的定位.在CdZnTe衬底上采用单点金刚石工艺得到直径为1.5 mm的超半球结构集成浸没透镜,然后利用激光诱导电流(LBIC)测试方法评价加工浸没透镜前后的器件光学响应面积.通过比较透镜加工前后器件的电流-电压特性曲线,对浸没透镜加工过程的影响进行了评价,发现透镜加工完成后器件的零偏压电阻略有增加,这与超半球结构会减小器件的辐射入射角相符合.在透镜加工前后对器件的黑体信号和噪声进行了测试,发现具有浸没透镜的器件的信号比之前增加了20～30倍,其噪声由于零偏压电阻的增加而略有降低.因此器件的黑体探测率实现了最高达4倍的增加.     

碲镉汞光伏探测器的变面积表面钝化研究

利用同一片碲镉汞材料制备了由单层ZnS和双层CdTe/ZnS作钝化膜的变面积光伏探测器,对两种钝化膜结构的变面积器件进行了对比研究.通过分析两种器件的电流-电压(I-V)特性曲线以及零偏电阻-面积乘积(RoA)与周长-面积比(p/A)的关系曲线,发现ZnS钝化的器件具有较大的表面漏电流;通过分析两种器件的电流噪声与暗电流的关系,发现ZnS钝化的器件的噪声特性较接近散粒噪声,CdTe/ZnS双层钝化的器件则表现出较好的基本1/f噪声特性,使得器件噪声要小于单层ZnS钝化的器件.     

碲镉汞光伏探测器的变面积表面钝化研究

利用同一片碲镉汞材料制备了由单层ZnS和双层CdTe/ZnS作钝化膜的变面积光伏探测器,对两种钝化膜结构的变面积器件进行了对比研究.通过分析两种器件的电流-电压(I-V)特性曲线以及零偏电阻-面积乘积(RoA)与周长-面积比(p/A)的关系曲线,发现ZnS钝化的器件具有较大的表面漏电流;通过分析两种器件的电流噪声与暗电流的关系,发现ZnS钝化的器件的噪声特性较接近散粒噪声,CdTe/ZnS双层钝化的器件则表现出较好的基本1/f噪声特性,使得器件噪声要小于单层ZnS钝化的器件.     

长波HgCdTe红外探测器的暗电流机理研究进展

介绍了HgCdTe红外探测器的发展历程,详细分析了长波HgCdTe红外探测器的暗电流机制、采用同时拟合方法对暗电流参数进行提取与分析,介绍了为降低暗电流的一些新的研究进展。     

As离子注入碲镉汞的p+n结红外探测器

讨论了制作pn结的另一种途径,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.     

硅基HgCdTe光伏器件的暗电流特性分析

对硅基HgCdTe中波器件进行了变温电流电压特性的测试和分析。测量温度从30K到240K，得到R0对数与温度的1000／T的实验曲线及拟合结果。同时选取60K、80K及110K下动态阻抗尺与电压V的曲线进行拟合分析。研究表明在我们器件工作的温度点80K，零偏压附近主要的电流机制是产生复合电流和陷阱辅助隧穿电流。要提高器件的水平，必须降低陷阱辅助隧穿电流和产生复合电流对暗电流的贡献。     

硅基HgCdTe光伏器件的暗电流特性分析

对硅基HgCdTe中波器件进行了变温电流电压特性的测试和分析。测量温度从30K到240K，得到R0对数与温度的1000／T的实验曲线及拟合结果。同时选取60K、80K及110K下动态阻抗R与电压V的曲线进行拟合分析。研究表明在我们器件工作的温度点80K，零偏压附近主要的电流机制是产生复合电流和陷阱辅助隧穿电流。要提高器件的水平，必须降低陷阱辅助隧穿电流和产生复合电流对暗电流的贡献。     

热处理过程对HgCdTe光伏探测器性能的影响

本文论述了HgCdTe光伏探测器的I-V特性和暗电流机制,讨论了离子注入后退火、钝化后烘烤、倒焊互联后退火等热处理过程对HgCdTe光伏探测器性能的影响。