低对比度目标进行5和10微米探测的比较

单从黑体辐射的光谱分布和大气的红外透过特性来看,对环境温度的远距离目标进行小量辐射通量差的探测时,用10微米大气窗比用5微米大气窗好。我们对海洋背景下的一只小船进行了辐射计探测,探测距离为2～14公里。测量中同时采用了对5微米波段灵敏的InSb探测器和对10微米波段灵敏的Hg_(1-x)Cd_xTe探测器。短期测量结果表明,完成此项任务以选择Hg_(1-x)Cd_xTe探测器为最好。除探测器性能外,影响探测效能的最重     

高灵敏度InSb红外探测器

1.前言 InSb是Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,在77°K时,禁带宽0.23电子伏,因为载流子迁移率高,在红外波段(截止波长5.5微米)灵敏度较高,适于作快速响应的探测器材料。原来的测热辐射计和热电偶,至多只能探测几十赫的信号。而InSb元件可以探测1兆赫左右的信号,最近装在红外照相机里,用     

多谱Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器

本文报导高性能三波段Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器的制作工艺和特性。在77K分别测得上部、中间及底部元件在1～2、3～5及8～12微米波段的峰探测度为1.2×10~(12)、9.7×10~(11)及5.3×10~(10)厘米·赫~(1╱2)瓦~(-1)。在峰值波长时,外量子效率为75％、62％及51％。     

Hg_(1-x)Cd_xTe双色光电导探测器

Hg_(1-x)Cd_xTe是窄禁带半导体材料,适于制备高质量的本征光电导红外探测器,而且可以通过控制x值,分别制备出响应波段在1～3μm,3～5μm,8～14μm,16～22μm的探测器。Hg_(1-x)Cd_xTe材料的吸收系数一般大于10~3 cm~(-1),要求探测器厚度小于10μm。利用Hg_(1-x)Cd_xTe材料的这些特点,可以制备出叠层多色光电导探测器,上层是响应波长较短的探测器,下层是响应波长较长的探测器,利用短波探测器作为滤光片,滤去短波辐射,让大于     

窄禁带半导体的自由载流子吸收

从理论和实验上研究了77K和300K温度下,本征型半导体InSb,Hg_(1-x)Cd_xTe,Hg_(1-x)Mn_xTe和高掺杂Hg_(1-x)Cd_xTe在2.5～50μm波段范围内的自由载流子吸收,结果表明:对于所研究的三种本征型样品,均是极性光学声子散射起主要作用,对于InSb还应考虑声学声子和电离杂质散射。对有缺陷的Hg_(1-x)Mn_xTe样品,理论计算的自由载流子吸收系数与实验值不一致,表明存在附加的散射机制,对高掺杂Hg_(1-x)Cd_xTe的研究证实了这一假设。还讨论了非弹性电子-声子散射机制的起因,估算了特性参数。     

碲镉汞光导探测器的性能

本文分析了探测器长度对Hg_(1-x)Cd_xTe光导探测器性能的影响。分析是针对工作在77～300K温度范围3～5μm和8～14μm波段的器件进行的。将由几个厂商制造的探测器的实验数据与基于Rittner模型及我们为有阻挡接触点的光导器件开创的理论研究所做的理论预测进行了比较。力图阐明理论与实验结果之间的差异。     

离子注入多谱线Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器

从前我们曾报导,汞离子注入能使p型Hg_(1-x)Cd_xTe层转变成n型并用这种技术制得高质量光伏探测器,其截止波长范围从2到14微米。这些结果,加上资料[2]的那些报导,第一次表明用离子注入技术制备工作在77°K的8～14微米范围的二极管是可能的。另方面在比较短的波长中,离子注入和质子轰击已成功地制备出光伏红外探测器。这里,提出Hg~ 离子注入Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器最新的一些研究结果,特别着重介绍利用这种技术制备的多谱线组合器件。这样的器件允许同时接收光谱和空间信息而无需采用色散的光学系统,因此能简化多谱线遥感系统光学部份的复杂性。除此之外,还便于制造信道数目少的特殊目的系统。事实上,就地质、水文和农业这些地球资源勘探的某些方面而论,人们一般都知道     

生长Hg_(1-x)Cd_xTe晶体的高压回流技术

已用高压回流技术在汞压控制到80个大气压的情况下生长了Hg_(1-x)Cd_xTe合金晶体。回流是通过惰性气体的高压和负温度梯度在挥发材料的装料上结合,使装料可以不用高温密封或液体密封而取得的。连续的蒸发和凝聚过程使惰性气体和蒸气物质在气体和蒸气具有同样压力的明确界面处分开。在Hg_(1-x)Cd_xTe晶体生长时,要调节在回流界面处的惰性气体压力以符合于在固化和晶体生长时维持装料化学配比所需要的汞蒸气压。在—高压炉中用这种技术已生长了大直径(达2.5厘米)、x值达0.60的高质量Hg_(1-x)Cd_xTe晶体。在77°K下,在退火n-型Hg_0.80Cd_0.20Te中获得了低于10~(15)厘米~(-3)的载流子浓度和超过10~5厘米~2/伏秒的电子迁移率。用这种n-型材料已制备了8～14微米光谱区的背景限光导红外探测器。用刚生长的In离子注入p-型材料制备了高性能短波长(2～5微米)光伏探测器。     

室温5微米碲镉汞红外探测器

引言在77°K工作的8～13微米波长的碲镉汞探测器的特性已得到充分证实。背景限制特性大体上已能达到。虽5微米时也能达到这种特性,但没有明显的超过InSb探测器的优点。然而在较高温时,这种可以把探测器调到所要求波长范围的特点又比在300°K时对7微米有响应的InSb有了改进。     

以兰宝石为衬底的Hg_(1-x)Cd_xTe高优质红外光伏探测器

在过去几年内,外延HgCdTe已成为许多战略和战术成象系统所选用的红外探测器材料。一些作者报导了用以液相外延法制备的Hg_(1-x)Cd_xTe/CdTe异质结探测中红外波长(3～5μm)。成为Hg_(1-x)Cd_xTe外延层以合理成本生产的主要障碍是缺乏大的外延性质衬底。CdTe的金相与Hg_(1-x)Cd_xTe相容,因此,自然会选择它作为衬底材料。然而CdTe由于大单晶不易制取、机械强度低(易碎)和导热性差,它的优点被抵消。而且用当前最有效的布里奇曼法生长的材料,其结晶度和纯变也远不如Si或Ⅲ-Ⅴ     

碲镉汞光伏探测器制备的新进展

碲镉汞(Hg_(1-x) Cd_x Te)三元化合物是一种禁带宽度可变的材料。它适合制备2～12微米光谱范围的光伏型红外探测器。向着研制出一种优良性能和可靠性好的元件付出巨大努力。控制住晶体生长过程,就能得到直径大的均匀的晶体。通常在半导体工业中大批生产所使用的技术也适用于光电二极管。现在正研究先进的技术-离子注入。已经制备出的单元探测器和多元阵列在D量子效率和截止频率上都具有优良的性能。     

Hg_(1-x)Cd_xTe上的阳极硫化〔物〕膜

本文第一次报导Hg_(1-x)Cd_xTe的一种新表面钝化法,它以自身硫化物而不是自身氧化物为基础。在溶液中的电化学元件上用简单的可再现阳极法形成自身CdS膜。在窄带隙Hg_(1-x);Cd_xTe(在77K时为0.1～0.2eV)上由阳极化形成的自身CdS的带隙为2.4eV,看来很适用于表面钝化。研究结果说明已形成具有所要求电和电光性能的界面供在p型Hg_(1-x)Cd_xTe上制备的光伏器件所用。     

未掺杂Hg_(1-x)Cd_xTe中杂质的鉴别和研究

引言当x值大于0.15时,Hg_(1-x)Cd_xTe材料为一种本征半导体。由于禁带宽度随组分x连续变化,故能设计出在1～14微米波长内具有理想性能的Hg_(1-x)Cd_xTe探测器。尽管这种合金系统具有接近本征的载流子浓度,然     

碲镉汞快速光伏红外探测器

说明 (Hg,Cd)Te光伏探测器用作8～14微米的红外接收器件特别令人感兴趣。利用光伏效应能提高截止频率,降低低频噪声电平。实际的探测器是Cd_xHg_(1-x)Te单晶,可通过x值任意调整灵敏度最大时的波长。此探测器工作于77°K,可装于玻璃或金属低温恒温器中提供使用,两种情况的窗可轴向或径向配置。主要数据接收面积:0.01(±25％)～0.25(±10％)毫米~2。 B2、C1及C2类探测器,敏感的表面只能制成0.10毫米~2。工作温度:标称77°K(液氮),高到120°K时技术数据没发生明显的恶化。窗:IRTRANⅡ或涂增透膜的锗。光谱灵敏度:8～14微米(图3)。一般最高灵敏度在8～11.5微米处。最高灵敏度的位置可确定准到±1微米。光伏数据:见表1。     

用交流TSC法研究窄带Hg_(1-x)Cd_xTe中的深能级

决定Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器性能的主要指标是其零偏压电阻与面积之乘积R_0A,Hg_(1-x)Cd_xTe材料中的深能级就是影响其PN结R_0A值的一个重要因素。因此,研究Hg_(1-x)Cd_xTe半导体中的深能级,弄清楚它对PN结性能的影响,对提高Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器的性能有重要意义。研究Hg_(1-x)Cd_xTe材料中深能级的电学方法主要有三种,即深能级瞬态谱(DLTS)、导     

红外探测器材料

一、用于空间应用的红外探测器 1.50μm～150μm远红外HgCdTe探测器在空间方面的应用(特邀论文)(A.L.Betz等,美国科罗拉多大学) 2.用于遥感的大面积Hg_(1-x)Cd_xTe光伏探测器的进展(P.S.Wijewarnasuriya等,美国洛克韦尔科学中心)     

Sb~ 离子注入Pb_(0.97)Hg_(0.03)Te光伏探测器

用Sb~ 离子注入制备了p型Pb_(1-x) Hg_x Te p-n结光伏探测器。在295K时,用布里奇曼法生长的Pb_(0.97)Hg_(0.03)Te晶体的比电阻为0.01欧·厘米。研究了在77K和295K时的电流-电压特性和光谱响应。在77K时,表面为7.8×10~(-3)厘米~2的二极管的零偏压电阻面积乘积为228欧·厘米~2。在295K时,峰值探测度是在3.2微米处,截止波长在～3.9微米。在77K,视场为30°,背景为295K时,出现在4.95微米处的峰值探测度为1.14×10~(11)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。峰值量子效率约为30％,截止波长为～5.4微米。     

室温锑化铟光导型红外探测器

锑化铟(In Sb)是Ⅲ—V族金属间化合物半导体,它具有窄禁带宽度和高迁移率。在300°K时,禁带宽度为0.17eV(长波限约7 μm),电子迁移年约为7 × 10~4cmm~2/V·s;在77°K时,禁带度度为0.23ev(长波限为5.5μm),电子迁移率的6 × 10~5cm~2/V.s。所以在红外波段有较高的灵敏度,是一种适宜制作快速中远红外光电探测器、霍尔器件和磁阻元件的好材料。近年来用这种材料制备的红外光电探测器已在红外跟踪系统、红外照相机、红外热像仪、自动控制器、气体分析仪和红外测温仪等方面广泛应用。本文报道的是在室温下工作于2～7μm的InSb光导型红外探测器的制各、性能和用途,并给出了浸没型探测器的性能指标。     

用离子注入法研制低暗电流和高性能的Hg0.57Cd0.43Te红外探测器

本文介绍美国雷神视觉系统(RVS)公司和AVYD器件公司在提高红外探测器性能方面所获得的成果。这两家公司联合验证了一些具有高可操作性和高性能的甚大规格成像焦平面列阵,它们将在未来的近红外和短波红外成像应用中发挥应有的潜能。这种探测器的设计理念可能会使像元间距小到5μm的大规格焦平面列阵达到衍射限分辨率。本文报导雷神视觉系统公司的先进样品制造厂把该公司的Hg_(1-x)Cd_xTe材料生长和探测器操作工艺方法与AVYD公司的p型离子注入方法结合起来在制作平面探测器列阵晶片方面所做的工作。同时综述像元间距为20μm的1024×1024元短波红外焦平面列阵的性能。这种探测器列阵是用响应波段为从近红外至2.5μm截止波长的Hg_(1-x)Cd_xTe材料制作的。通过柱状焊接互连技术,探测器列阵与雷神视觉系统公司的天文学级读出电路片焊接在一起。这些焦平面列阵在整个光谱范围内呈现出极佳的量子效率和均匀性,并呈现出中值为每秒0.25个电子的甚低漏泄电流。用来制作探测器列阵的工程级Hg_(1-x)Cd_xTe外延层是用经过改进的液相外延方法在CdZnTe衬底上生长的,并经过了复合的钝化/离子注入/钝化处理。本文详细评论探测器的性能数据,其中包括测试结构的电流-电压特性曲线、截止光谱曲线、焦平面列阵的量子效率和漏泄电流。     

红外探测器概述及其发展

一、光子探测器 Hg_(1-x)Cd_xTe HgCdTe是假二元半导体,它的禁带宽度随着汞对镉的比率而改变。可以用其长波灵敏限从1到30微米的材料制造光导体。能选择截止波长的特点,对于致冷条件要求最低的那些应用具有特别重要的意义。一般根据所要求的工作波长,选择最大禁带宽度以保证在最高工作温度下有最佳性能。对HgCdTe材料和器件的大部分研究都是在8～13微米光谱范围,室温物体发射的热辐射在这个波段最强,而且与大气透过窗口相一致。因此,这些探测器对于热成象或探测任何接近室温的物体是很有用的。