分子束外延碲镉汞探测器的变结面积I-V测试研究

碲镉汞红外探测器的表面钝化处理对器件暗电流有较大影响,决定了器件的探测性能。为了研究表面钝化层不同生长方式对暗电流的抑制效果,使用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)系统在Si基衬底上生长碲镉汞材料,分别通过磁控溅射和原位钝化方法生长CdTe/ZnS钝化膜层。采用半导体工艺在碲镉汞材料上制备了变面积光伏探测器。通过测试不同钝化膜层器件的暗电流,分析零偏电阻和面积乘积(R₀A)与周长面积之比(p/A)的关系。结果表明,磁控溅射生长钝化层的Si基碲镉汞器件存在较大的隧穿电流,而原位钝化生长钝化层的Si基碲镉汞器件能更有效地抑制表面漏电流。拟合器件R₀A因子随PN结面积的变化,得出原位生长钝化层的器件具有更好的钝化效果。变面积器件的制备和测试能够有效且直观地反映器件性能。     

碲镉汞表面钝化研究进展

碲镉汞(MCT)红外探测器近些年的发展非常迅速。随着相关技术的不断进步,对探测器的要求也越来越高。MCT探测器的表面对杂质、缺陷、损伤、温度等因素非常敏感,而器件的很多性能直接由其表面的性质决定,因此MCT材料表面的钝化被看成是红外探测器制备的关键工艺之一。为了提高器件表面的稳定性,最常用的方法就是对MCT材料表面进行钝化处理。主要介绍了几种常见的MCT材料表面钝化方法,然后结合国内外文献重点介绍了常见的介质膜钝化方法,并对以后的工作进行了展望。     

碲镉汞物理与化学钝化界面的AES研究

采用化学和物理方法分别在Hg1-xCdxTe (MCT)表面制备了阳极氟化膜、CdTe、ZnS和类金刚石薄膜(DLC)钝化层.采用俄歇光谱(AES)和红外透射光谱(IR)研究了这些钝化层与MCT之间的界面特性.结果表明与阳极氟化膜和CdTe膜相比,ZnS和DLC膜能较好地抑制MCT组元的外扩散.ZnS层中的Zn和S 易于向MCT内部扩散,而且发现在ZnS层中有O的存在,这可能是由于ZnS易与空气中水份发生作用所致.而DLC中C向MCT内表面扩散较少.MCT表面沉积DLC薄膜后红外透过率较ZnS有明显的提高.     

分子束外延的CdTe在碲镉汞中波器件中钝化效果

采用分子束外延技术（MBE）制备了碲化镉（CdTe）原位钝化的中波碲镉汞（HgCdTe）材料。原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明,分子束原位外延的CdTe可见cross-hatch,表面粗糙度为1～2 nm,CdTe和HgCdTe界面结合紧密。微波光导测试结果显示,77 K时,与表面处理后非原位CdTe钝化的HgCdTe材料相比,CdTe原位钝化的HgCdTe材料的少子寿命较大。制备了分子束外延CdTe原位钝化的中波HgCdTe光伏器件,和相同材料上的非原位CdTe/ZnS双层钝化制备的器件I-V特性相似。     

碲镉汞材料表面钝化研究的发展（上）

碲镉汞（Hgl-xCdxTe,MCT）材料的表面钝化被认为是光导和光伏探测器制备中的关键步骤之一。实用的MCT器件需要稳定且可重复生产的钝化表面和符合器件性能要求的界面及表面势。通过对近年来的部分英语文献进行归纳分析,介绍了MCT表面钝化研究的进展。描述了MCT钝化的基本概念。讨论了部分MCT钝化膜的生长方法、界面性质和参数。     

碲镉汞材料表面钝化研究的发展（下）

碲镉汞（Hg1-xCdxTe,MCT）材料的表面钝化被认为是光导和光伏探测器制备中的关键步骤之一。实用的MCT器件需要稳定且可重复生产的钝化表面和符合器件性能要求的界面及表面势。通过对近年来的部分英语文献进行归纳分析,介绍了MCT表面钝化研究的进展。描述了MCT钝化的基本概念。讨论了部分MCT钝化膜的生长方法、界面性质和参数。     

不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制

在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种光伏探测器,对器件的性能进行了测试,发现双层钝化的器件具有较好的性能.通过理论计算,分析了器件的暗电流机制,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流.通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高表面隧道电流的原因.     

不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制

在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层（CdTe+ZnS）钝化的两种光伏探测器,对器件的性能进行了测试,发现双层钝化的器件具有较好的性能．通过理论计算,分析了器件的暗电流机制,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流．通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高表面隧道电流的原因．     

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.     

MBE原位碲化镉钝化的碲镉汞长波光电二极管列阵

采用分子束外延(MBE)技术在表面生长碲化镉(CdTe)介质膜的p型碲镉汞(HgCdTe)材料,并通过离子注入区的光刻、暴露HgCdTe表面的窗口腐蚀、注入阻挡层硫化锌(ZnS)的生长、形成p-n结的B+注入、注入阻挡层的去除、绝缘介质膜ZnS的生长、金属化和铟柱列阵的制备等工艺,得到了原位CdTe钝化的n+-on-p...     

Microstructural Characterization of CdTe Surface Passivation Layers

The microstructure of CdTe (CT) surface passivation layers deposited on HgCdTe (MCT) heterostructures has been evaluated using transmission electron microscopy (TEM). The MCT heterostructures were grown by liquid-phase epitaxy and consisted of thick (approximately 10 μm to 20 μm) n-type MCT layers and thin (approximately 1 μm to 3 μm) p-type MCT layers. The final CT (approximately 0.3 μm to 0.6 μm) capping layers were grown either by hot-wall epitaxy (HWE) or molecular-beam epitaxy (MBE). One of the wafers with the CT layer grown by MBE was also annealed in Hg atmosphere at 250°C for 96 h. The as-deposited CT passivation layers were polycrystalline and columnar. The CT grains were larger and more irregular when deposited by HWE, whereas those deposited by MBE were generally well textured with mostly vertical grain boundaries. Observations and measurements with several TEM abrupt structurally after annealing techniques showed that the CT/MCT interface became considerably more abrupt structurally after annealing, and the crystallinity of the CT layer was also improved.     

不同的制作方法对ZnO-TTFT光学特性的影响

采用磁控溅射和电子束热蒸发方法制备了ZnO-TTFT(ZnO基透明薄膜晶体管)器件,通过XRD和透射光谱对两种不同制作方法的样品性质进行分析比较,得出采用溅射法制备的ZnO-TTFT器件有源层的ZnO薄膜从结晶化程度、表面粗糙度及透过率都较采用电子束蒸发制得的ZnO薄膜优异,制得器件的有源层有较好的c-axis(002)方向择优取向,器件的平均透过率在85%以上。研究了退火处理对器件性能的影响,发现快速热退火有利于改善薄膜的晶化,降低缺陷态密度,提高器件的透光性。     

Role of hydrogen in the surface passivation of crystalline silicon by sputtered aluminum oxide

Aluminum oxide films can provide excellent surface passivation on both p‐type and n‐type surfaces of silicon wafers and solar cells. Even though radio frequency magnetron sputtering is capable of depositing aluminum oxide with concentrations of negative charges comparable to some of the other deposition methods, the surface passivation has not been as good. In this paper, we compare the composition and bonding of aluminum oxide deposited by thermal atomic layer deposition and sputtering, and find that the interfacial silicon oxide layer and hydrogen concentration can explain the differences in the surface passivation. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

对不同制备方法下的ZnO基薄膜晶体管透过率的研究

文章主要是研究采用磁控溅射和电子束热蒸发两种制备方法来制备ZnO—TFT器件，并通过XRD和透射光谱来对样品的性质进行分析比较，得出采用溅射法制备的ZnO-TFT器件有源层的ZnO薄膜从结晶化程度、表面粗糙度及透过率都较采用电子束蒸发制得的ZnO薄膜优异，其有较好的c-axis（002）方向择优取向，器件的平均透过率在85％以上。并研究了退后处理对器件性能的影响，并发现快速热退火有利于薄膜的晶化，降低缺陷态密度。     

短/中波双色碲镉汞红外探测器制备研究

报道了基于分子束外延的短/中波双色碲镉汞材料及器件的最新研究进展.采用分子束外延方法制备出了高质量的短/中波双色碲镉汞材料,并通过提高材料质量将其表面缺陷密度控制在300 cm-2以内.在此基础上进一步优化了芯片制备工艺,尤其是在减小像元中心距方面作了优化.基于上述多项材料及器件工艺制备出了320×256短/中波双色碲...     

SiO2钝化膜对i-GaN肖特基探测器性能的影响

在采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的非故意掺杂的i-GaN材料上制备了平面结构肖特基探测器;利用磁控溅射在探测器的两个电极隔离区域生长SiO2钝化膜;并对这些器件的性能进行了表征。通过与没有SiO2钝化膜的肖特基探测器性能比较,结果表明：SiO2钝化膜能显著地降低器件的反向漏电流,同时并不影响器件的正向开启电压;在光波长范围为300～365nm,探测器的响应率显著地提高。产生这些变化可能是SiO2钝化膜减少了肖特基探测器电极隔离区域表面缺陷的缘故。     

蝶形天线增强的InP基室温HEMT太赫兹探测器研究

采用分子束外延技术制备了InP基HEMT样片,室温下样片迁移率达10 289 cm2/（Vs）。通过光刻、腐蚀、磁控溅射、点焊等工艺技术制备出了蝶形天线耦合的太赫兹探测器件。器件采用的蝶形天线经HFSS软件仿真优化后,天线S11参数为-40 dB,电压驻波比（VSWR）为1.15,增益可达6 dB,并与二维电子气沟道实现阻抗匹配。在VDI公司0.3 THz肖特基二极管太赫兹源辐照下进行器件测试,测试结果表明,室温下器件噪声等效功率（NEP）为40 nW/Hz1/2,探测响应度46 V/W,器件响应时间优于330 s。