非晶态碲镉汞薄膜晶化过程的椭圆偏振光谱研究

采用椭圆偏振光谱技术研究了非晶态碲镉汞薄膜在不同退火条件下的结构性能.结果表明非晶态碲镉汞薄膜在退火过程中的成核晶化是在薄膜内部均匀发生的,对于不同晶化程度的薄膜,其光学常数谱具有明显的特征,通过对光学常数谱的分析研究可以对非晶态碲镉汞薄膜的晶化程度进行量化表征,从而控制退火条件,优化材料质量.     

非晶态锑化铟薄膜的射频磁控溅射生长及其结构和光学特性研究

在玻璃衬底上用射频磁控溅射技术进行了非晶态锑化铟(a-InSb)薄膜的低温生长.采用X射线衍射(XRD)和原子力显微(AFM)技术对所生长的薄膜进行分析研究,所生长的非晶态锑化铟薄膜表面平整,没有晶粒出现,获得了射频磁控溅射生长非晶态锑化铟薄膜的\     

非晶态碲镉汞薄膜的射频磁控溅射生长及其结构和光学特性

在玻璃衬底上用射频磁控溅射技术进行了非晶态碲镉汞(α-HgCdTe,α-MCT)薄膜的低温生长.采用X射线衍射(XRD)和原子力显微(AFM)技术对所生长的薄膜进行分析研究,所生长的非晶态HgCdTe薄膜表面平整,没有晶粒出现,获得了射频磁控溅射生长非晶态HgCdTe薄膜的"生长窗口".采用傅里叶红外透射光谱分析技术对非晶态HgCdTe薄膜进行了光学性能研究,在1.0～2.0μm范围内研究了薄膜的透射谱线,获得了薄膜的吸收系数(～8×104cm-1),研究了其光学带隙(约0.83eV)和吸收边附近的3个吸收区域.     

中长双色红外焦平面探测器组件技术研究

在(211)B碲锌镉衬底上,采用分子束外延生长制备了PPP型中长双色碲镉汞材料,通过台面孔刻蚀、侧壁钝化等工艺,实现中长双色640×512红外焦平面探测器组件研制。中长双色碲镉汞材料测试结果表明,表面宏观缺陷(2～10μm)密度统计分布约773 cm^-2,同时对材料进行了XRD双晶衍射半峰宽(FWHM)测试和位错腐蚀坑(EPD)统计,XRD测试FWHM约31.9 arcsec,EPD统计值约为5×105 cm^-2;双色器件芯片台面刻蚀深度达到8μm以上,深宽比达到1∶1以上,侧壁覆盖率达到72.5%。中长双色红外焦平面组件测试结果表明,中波波长响应范围为3.6～5.0μm,长波波长响应范围为7.4～9.7μm,中波向长波的串音为0.9%,长波向中波的串音为3.1%,中波平均峰值探测率达到3.31×1011 cm·Hz1/2/W,NETD为17.7 mK;长波平均峰值探测率达到6.52×1010 cm·Hz1/2/W,NETD为32.8mK;中波有效像元率达到99.46%,长波有效像元率达到98.19%,初步实现中长双色红外焦平面组件研制。     

InAs/GaSb II类超晶格材料界面特性的表征分析

本文系统地介绍了国内外研究机构对超晶格界面进行研究时采用的测试分析手段。其中,通过拉曼光谱、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、扫描隧道显微镜（STM）、二次离子质谱（SIMS）、X射线光电子能谱（XPS）等测试方法可以对InAs/GaSb II类超晶格材料界面类型、界面粗糙度、陡峭性等特性进行测试分析,从而评估超晶格界面质量。光致发光谱（PL谱）、高分辨率X射线衍射（HRXRD）、霍尔测试、吸收光谱等测试方法则可以研究超晶格界面质量对超晶格材料能带、晶体质量、光学性质的影响。     

碲锌镉衬底表面在碲镉汞液相外延工艺中的热腐蚀效应

该研究以提高液相外延碲镉汞材料的质量为出发点,研究液相外延生长过程中碲锌镉衬底受到高温汞蒸气影响后的变化情况,并利用光学显微镜、白光干涉仪、能谱仪等分析测试手段对碲锌镉衬底表面进行分析.研究结果表明,液相外延生长过程中,高温汞蒸气对碲锌镉衬底中表面沉淀物尺寸无明显影响,但在衬底表面发现两种类型的腐蚀点,一种是尺寸为25μm左右的较大腐蚀点,分布较均匀;另一种是尺寸为7μm左右的圆形腐蚀点,分布不均匀.衬底经过液相外延薄膜成核生长前的温度变化过程以及高温Hg蒸气的作用,碲锌镉衬底表面形貌呈鱼鳞状,粗糙度增大了50%以上.     

碲锌镉衬底表面处理研究

主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错缺陷揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理研究进行了详细介绍。从表面处理机理和工艺参数对衬底表面的影响两个方面介绍了机械研磨、机械抛光、化学机械抛光以及化学抛光4种表面处理工艺。同时,介绍了能揭示碲锌镉不同晶向表面的位错缺陷的Everson、Nakagawa及EAg三种化学腐蚀液。     

退火对非晶态碲镉汞薄膜微结构和光敏性的影响

对射频磁控溅射生长的非晶态碲镉汞(a-MCT)薄膜在真空状态下进行退火,并通过X射线衍射(XRD)技术指出原生及低于125℃退火后的MCT薄膜均为非晶态.采用双体相关函数g(r)和电学测试系统研究了退火对a-MCT薄膜微结构和光敏性的影响.结果表明:经110℃,115℃和120℃退火后的a-MCT薄膜短程有序畴Rs由退火前的13.9 分别增大至17.9 、20.8 和26.2 ;光敏性则由原来的1.17,分别增加至退火后的2.01、2.67和4.25.     

CdTe/ZnS复合钝化层对长波碲镉汞器件性能的影响研究

采用CdTe/ZnS复合钝化技术对长波HgCdTe薄膜进行表面钝化,并对钝化膜生长工艺进行了改进。采用不同钝化工艺分别制备了MIS器件和二极管器件,并进行了SEM、C-V和I-V表征分析,研究了HgCdTe/钝化层之间的界面特性及其对器件性能的影响。结果表明,钝化工艺改进后所生长的CdTe薄膜更为致密且无大的孔洞,CdTe/HgCdTe界面晶格结构有序度获得改善;采用改进的钝化工艺制备的MIS器件C-V测试曲线呈现高频特性,界面固定电荷面密度从改进前的1.671011 cm-2下降至5.691010 cm-2;采用常规钝化工艺制备的二极管器件在较高反向偏压下出现较大的表面沟道漏电流,新工艺制备的器件表面漏电现象获得了有效抑制。     

过冷度对液相外延HgCdTe薄膜厚度均匀性的影响

探索了一种准确测量过冷度的实验方法,并在此基础上,利用光学显微镜、傅里叶红外透射光谱仪、台阶仪、白光干涉仪等测试手段分析了过冷度对Hg Cd Te薄膜厚度均匀性的影响.研究结果表明,过冷度小于2℃,薄膜容易出现中心凹陷、四周凸起的现象;过冷度大于3℃,薄膜中心将会明显凸起,出现宽度为毫米级的周期性起伏,并伴随有crosshatch线产生.当过冷度为2. 5℃时,薄膜厚度极差可缩小至0. 5μm,0. 5 mm×0. 5 mm范围内薄膜相对于衬底的粗糙度增加量为9. 07 nm.