低能离子束成结制作10．6μm碲镉汞光伏探测器

制作光伏型碲镉汞（ＭＣＴ）探测器ＰＮ结常用的方法是离子注入法。近几年的研究发现，低能离子束成结更适合制作长波光伏型ＭＣＴ探测器。本文报导了低能离子束成结的１０．６μｍ光伏型碲镉汞探测器的性能，衬底为载流子浓度在０．８～６×１０￣（１６）ｃｍ￣（－３）范围的Ｐ型ＭＣＴ材料，离子束能量范围为１００～６００ｅＶ，通过离子束处理，可在Ｐ型ＭＣＴ表面形成一薄层较低载流子浓度的Ｎ型区，而制成ＮＰ结，利用该技术成结制作的大面积、四象限１０．６μｍＭＣＴ探测器，在－２０ｍＶ的偏压，８０Ｋ的温度下，器件的峰值响应率和峰值分别为３２４．５Ｖ／Ｗ和１．１３×１０￣（１０）ｃｍＨｚ￣（１／２）／Ｗ，每元光敏面积为６．８８×１０￣（－３）ｃｍ￣２。     

YBCO薄膜红外探测器研究的新进展

用ＹＢＣＯ／ＬａＡｌＯ＿３薄膜制成的１ｍｍ红外探测器，经技术保护之后，寿命已达３年。其Ｄ（５００，１０，１）＝３．７×１０￣９ｃｍＨｚ￣（１／２）Ｗ￣（－１），ＮＥＰ（５００，１０，１）＝２．４×１０￣（－１１）ＷＨｚ￣（－１／２）；超导微桥（５０μｍ×１０μｍ）红外探测器，其Ｄ（５００，１０，１）＝１×１０￣９ｃｍＨｚ￣（１／２）Ｗ￣（－１），ＮＥＰ（５００，１０，１）＝２．３×１０￣（－１２）ＷＨｚ￣（－１／２）。     

二种单频自稳频高输出功率的长腔He－Ne激光器

作者用高气压加纵向非均匀磁场获得了二种单频自稳频高输出功率的长腔Ｈｅ－Ｎｅ激光器，其相干长度均大于１４ｍ，１ｍ放电管长（腔长为１１４０ｍｍ）单频激光器功率输出为１８～２５ｍＷ，在没有采取任何稳频措施的情况下，用这种激光器与碘稳定的Ｈｅ－Ｎｅ激光器拍频，经计算机自动采样，并进行阿仑方差（ＡｌｌａｎＶａｒｉａｎｃｅ）处理，测得其频率非稳定度为６．１７５×１Ｏ￣（－９）（≤１０ｓ）和３．３８×１０￣（－９）（≤１ｓ）．１．８ｍ放电管长（腔长为１９００ｍｍ）单频激光器功率输出为４０～５０ｍＷ，用测ｌｍ激光器同样的方法，亦在没有采用任何外加稳频措施的情况下，测得频率非稳定度为１．１×１Ｏ￣（－８）（ｒ≤１ｓ）和２×１０￣（－８）（≤１０ｓ），所有测试数据由中国计量科学院测定。     

高性能5μm640×480蓝宝石衬底碲镉汞焦平面阵列

已研制出一种高性能５μｍ６４０×４８０蓝宝石衬底的ＨｇＣｄＴｅ／ＣｄＴｅ／Ａｌ＿２Ｏ＿３红外焦平面阵列（ＦＰＡ），在低于１２０Ｋ温度下，它有全电视兼容分辨率和优良的灵敏度．在９５Ｋ工作温度和１０￣（１４）光子数ｃｍ￣（－２）Ｓ￣（－１）的背景通量下，平均焦平面阵列Ｄ￣＊受背景限制，其值约为１×１０￣（１２）ｃｍＨｚ￣（１／２）Ｗ￣（－１），典型的平均量子效率为６０％～７０％。制造这种大面阵、高灵敏度器件的关键工艺，是在有稳定的ＣｄＴｅ缓冲层的蓝宝石衬底上，外延生长ＨｇＣｄＴｅ材料。在低于或等于１２０Ｋ的工作温度和３．４～４．２μｍ的波段内，相机的平均噪声等效温差ＮＥ△Ｔ为０．０１３Ｋ；该值比目前可实用的ＰｔＳｉ焦平面阵列相机的高一个数量级，而ＰｔＳｉ焦平阵列相机要求制冷到低于或等于７７Ｋ，才能保持其性能。     

2英寸高均匀性GaAs多层外延材料

用法国进口的ＧａＡｓＶＰＥ设备，采用ＡｓＣｌ）３／Ｈ＿２／Ｇａ体系，以ＳｎＣｌ＿４ｌ／ＡｓＣｌ＿３为掺杂液，生长了２英寸多层ＧａＡｓ外延材料，自行设计了反应器的热场分布，在反应器中增加了合适的搅拌器，用以改变反应器中气体流动情况。ＧａＡｓ外延层的浓度均匀性与厚度均匀性均小于５％。浓度均匀性的最佳值为３．７％，厚度均匀性的最佳值为１．５％，当外延层载流子浓度为１．９×１０￣（１７）ｃｍ￣（－３）时，室温迁移率达到４３９０ｃｍ￣２／Ｖ·ｓ。     

两步快退火改善InP（Fe）中MeV硅注入层的品质

２ＭｅＶ、（１～２）×１０１４ｃｍ－２硅离子注入ＳＩ－ＩｎＰ（Ｆｅ）造成负的（－３．４×１０－４～－２．９×１０－４）晶格应变，光快速退火的激活能为０．２６ｅＶ。８８０℃／１０ｓ退火可得到１００％的施主激活。间断两步退火（３７５℃／３０ｓ＋８８０℃／１０ｓ）使注入层单晶恢复完全，较大程度（２０％～３５％）地改善了载流子的迁移率。四能量叠加注入已能在０．５～３．０μｍ的深度区域形成满足某些器件要求的低电阻（７．５Ω）高浓度［（２～３）×１０１８ｃｍ－３］的ｎ型导电层。     

氮化硅薄膜的PECVD生长及其性能研究

采用ＰＥＣＶＤ法，反应温度为２５０℃，反应气体为ＮＨ３，ＳｉＨ４，在抛光硅片上沉积０．２～０．４μｍ厚的氮化硅薄膜。对这种Ｓｉ３Ｎ４薄膜的光学性能和电学性能进行了测试，其光学折射率为１．８７５，电阻率及击穿场强分别为８×１０１６Ω·ｃｍ及１×１０７Ｖ／ｃｍ，并用ＦＴＩＲ谱分析了薄膜的化学结构。     

在含有InSb非晶过渡层的GaAs衬底上用分子束外延生长InSb薄膜

在（１００）取向半绝缘ＧａＡｓ衬底上，采用独特的含有ＩｎＳｂ非晶过渡层的两步分子束外延（ＭＢＥ）生长了异质外延ＩｎＳｂ薄膜。ＩｎＳｂ外延层表面为平滑镜面，外延层厚度约为６μｍ，导电类型为ｎ型，室温（３００Ｋ）和液氮（７７Ｋ）霍尔载流子浓度分别为ｎ＿（３００Ｋ）：２．０×１０￣（１６）ｃｍ￣（－３）和ｎ＿（７７Ｋ）：２．４×１０￣（１５）ｃｍ￣（－３）；电子迁移率分别为μ＿（３００Ｋ）：４１０００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ＿（－１）和μ＿（７７Ｋ）：５１２００ｃｍ￣２Ｖ￣（－１）Ｓ￣（－１）。ＩｎＳｂ外延层双晶衍射半峰宽为１９８ａｒｃｓ，最好的ＩｎＳｂ外延层的半峰宽小于１５０ａｒｃｓ。采用ＩｎＳｂ非晶过渡层有效地降低了外延层中的位错密度，改善了ＩｎＳｂ外延层的质量。     

YBa_2Cu_3O_（7－δ）高温超导薄膜线列探测器的研究

采用准分子激光扫描消融法淀积性能均匀的ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_（７－δ）高温超导薄膜，用离子束刻蚀进行器件的图形制备，获得了非均匀性小于１０％的ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_（７－δ）高温超导薄膜８元线列探测器．测试了器件在８～１４μｍ波段的性能及光响应特性，单元探测器为４０×１００μｍ２的微桥结构．器件的平均归一化探测率为１．４４×１０９ｃｍＨｚ１／２ｗ－１，平均噪声等效功率为４．４×１０－１２ＷＨｚ－１／２，Ｄ的非均匀性小于１０％．研究结果表明：该线列探测器具有良好的均匀性，证实了该工艺适用于制备均匀性良好的高温超导薄膜红外探测器阵列．     

高TcGdBa2Cu3O7—δ薄膜双晶结光探测器

研制了具有约瑟夫逊效应的高ＴｃＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ薄膜双晶晶界结，按照光助隧道效应的原理我们用双晶结进行光探测，光源是波长为０．６３２８μｍ的Ｈｅ－Ｎｅ激光器，系统观测了高Ｔｃ ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ双晶结的光响应特性，最好的结果为：噪声等效功率ＮＥＰ＝４．３×１０＾－１４ＷＨｚ＾－１／２，归一化探测率Ｄ＾８＝１．２×１０＾１０ｃｍＨｚ＾１／２Ｗ＾－１，响应率Ｒｖ＝３．５×１０＾７Ｖ／Ｗ，     

衬底温度和溅射偏压对ZnO:Al透明导电膜结构和光电特性的影响

利用射频磁控溅射法在有机薄膜衬底和7059玻璃衬底上制备出了具有良好附着性的低电阻率的 ZnO:Al透明导电膜。研究了薄膜的结构和光电特性与衬底温度的关系,薄膜为多晶纤锌矿结构,垂直于衬底的 c 轴具有[002]方向的择优取向,薄膜的最低电阻率分别为 1.01×10–3ù·cm 和 8.48×10–4ù·cm,在可见光区的平均透过率分别达到了72%和 85%。并研究了溅射偏压对有机衬底 ZnO:Al 薄膜结构及光电特性影响,最佳负偏压为 60 V。     

厚度对TaN薄膜电性能的影响研究

采用直流反应磁控溅射法制备了TaN薄膜,研究了薄膜厚度对TaN薄膜微观结构及电性能的影响。结果表明,薄膜厚度对TaN薄膜的表面形貌和相结构都没有影响,但会显著影响TaN薄膜的电学性能。在87~424 nm的范围内,随着薄膜厚度的增大,所制TaN薄膜的电阻率从555×10–6.cm减小到285×10–6.cm,方阻从84/□减小到9/□,电阻温度系数(TCR)从–120×10–6/℃增加到+50×10–6/℃。可以通过调节薄膜的厚度调节TaN薄膜的电阻率和TCR。     

中频脉冲溅射制备绒面ZnO透明导电薄膜

采用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。电阻率为5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,可见光范围内(400～800nm)的平均透过率大于85%。用酸腐蚀的方法可以获得绒面效果。分析了气压和温度对绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池要求的绒面ZnO透明导电薄膜。     

氮化铝-铝复合封装基板的制备

采用磁控溅射法在阳极氧化预处理过的铝板上沉积氮化铝薄膜,制备氮化铝-铝复合基板。制备的氮化铝为非晶态,抗电强度超过700 V/μm,阳极氧化铝抗电强度达75 V/μm。当阳极氧化铝膜厚约10μm、氮化铝膜约1μm时,制备的复合封装基板击穿电压超过1350 V,绝缘电阻率1.7×106 MΩ·cm,氮化铝与铝板的结合强度超过8 MPa;阳极氧化铝膜作为缓冲层有效缓解了氮化铝与铝热膨胀系数失配的问题,在260℃热冲击下,铝板未发生形变,氮化铝膜未破裂,电学性能无明显变化。氮化铝与阳极氧化膜的可见光高透性保持了镜面抛光金属铝的高反射率,当该复合基板应用于LED芯片COB封装时,有助于提高封装光效。     

ITO薄膜厚度和含氧量对其结构与性能的影响

在玻璃衬底上用直流磁控溅射的方法镀制ITO透明半导体膜,采用X射线衍射技术分析了膜层晶体结构与薄膜厚度和氧含量的关系,并测量了薄膜电阻率及透光率分别随膜厚和氧含量的变化情况。以低氧氩流量比(1/40)并控制膜厚在70nm以上进行镀膜,获得了结晶性好、电阻率低且透光率高的ITO透明半导体薄膜,所镀制的ITO膜电阻率降到1.8×10–4?·cm,可见光透光率达80%以上。     

C-V Characteristics of GaP MOS diode with anodic oxide film

Gallium phosphide was anodically oxidized in an aqueous H2O2solution and MOS diodes were fabricated by the evaporation of aluminum. The resistivity and electric breakdown strength were higher than 10¹⁴Ω.cm and 6 × 10⁶V/cm, respectively. Almost no frequency dispersion was observed in the C-V curves from 100 Hz to 1 MHz. The C-V curve showed the injection-type hysteresis. From the hysteresis window, the transferred charged carriers were estimated to be about 9 × 10¹¹/cm². By leaving the diode biased at negative voltage or by shining light with energy higher than 1.8 eV, the curve shifted to negative voltage direction. The results indicate that the density of the fast interface states which follow the 100-Hz signal is very low but there exist deep electron traps with activation energy higher than 1.8 eV near the surface in the oxide film and the shallower electron traps which cause the hysteresis in the dark.     

脉冲激光扫描淀积类金刚石薄膜

采用能量密度为1.178×109W/cm2的XeCl准分子激光直接辐照高纯度的石墨靶,并同时采用辅助放电,在1×10-5Torr的真空环境中,于温度为80℃的Si(100)的基片上淀积出类金刚石薄膜,Raman光谱显示在1330cm-1处出现较强的散射峰值;对薄膜红外光谱进行测试,其光谱在2900cm-1处有吸收峰,表明所淀积的类金刚石薄膜含有C-H键,其H元素与C元素的比为45%.薄膜的电阻率为1.89×106Ω/cm,通过光吸收测得的该薄膜的能隙为1.55eV.     

补偿硅的温度敏感特性

采用低电阻车的p型单晶硅,在高温条件下扩散金属锰的方法,可以得到高补偿和过补偿硅。在常温下,测试扩散后电阻率分别为3.2×10~3、4.8×10~4、1.3×10~5、3.2×10~5Ω·cm的几种样品的温度敏感特性,其相应的B值分别为5103,5600,6103,6502 K。这种扩锰硅是一种温度敏感材料,笔者将报道这些实验结果并讨论其热敏特性。     

腐蚀法制备绒面ZnO透明导电薄膜

利用中频脉冲磁控溅射系统制备高透过率、高电导率的平面ZnO薄膜。对平面ZnO薄膜进行短时间弱酸腐蚀,可以获得绒面效果的ZnO透明导电薄膜。分析了工作气压和衬底温度对薄膜绒面结构的影响,获得了适合薄膜太阳能电池的绒面ZnO透明导电薄膜。当压力控制在1.92Pa左右,衬底温度150～170℃范围内沉积的薄膜具有最佳的绒面和较低的电阻率,电阻率可达5.57×10-4Ω·cm,载流子浓度2.2×1020cm-3,霍尔迁移率40.1cm2/V·s,在可见光范围平均透过率超过85%。     

Comparative study of electrically conductive thick films with and without glass

An air-fireable, glass-free, electrically conductive thick-film material (96.6% Ag, 1.38% Cu, 0.28% Al, 0.35% Ti, and 1.39% Sn by weight) and a conventional glass-containing, electrically conductive thick-film materials (96.6% Ag and 3.4% glass frit by weight), both on alumina substrates, were studied by electrical, mechanical, thermal, and microscopic methods. The volume electrical resistivity of the glass-free thick film (2.5×10⁻⁶ Ω·cm, 30-μm thick) is lower than that of the glass-containing thick film (3.9×10⁻⁶ Ω·cm, 19-μm thick), with each film processed at its optimum firing temperature. The optimum firing temperature is 930°C and 850°C for glass-free and glass-containing thick films, respectively, as indicated by the criteria of low resistivity and high scratch resistance. The glass-free thick film has a higher scratch resistance than the glass-containing thick film, both fired at their respective optimum temperatures, suggesting that the former has higher bond strength to the alumina substrate. The formation process of the glass-free and glass-containing thick films is similar. The process involves solid-state diffusion of silver, which results in a silver network and grain boundaries. However, the sintering of silver particulates in the glass-containing thick film is enhanced by the viscous flow of glass.