基于栅控二极管研究碲镉汞器件表面效应

采用不同工艺生长了CdTe/ZnS复合钝化层,制备了相应的长波HgCdTe栅控二极管器件并进行了不同条件下I-V测试分析.结果表明,标准工艺制备的器件界面存在较高面密度极性为正的固定电荷,在较高的反偏下形成较大的表面沟道漏电流,对器件性能具有重要的影响.通过钝化膜生长工艺的改进有效减小了器件界面固定电荷面密度,使HgCdTe表面从弱反型状态逐渐向平带状态转变,表面效应得到有效抑制,器件反向特性获得显著改善.此外,基于最优的工艺条件制备的器件界面态陷阱数量得到大幅降低,器件稳定性增强;同时器件R_0A随栅压未发生明显地变化.     

生长功率对HgCdTe薄膜微观结构以及表面形貌影响

实验采用射频磁控溅射生长了HgCdTe薄膜,并利用台阶仪、XRD、原子力显微镜等现代分析手段对HgCdTe薄膜的生长速率、物相、表面形貌进行了研究。实验结果表明,随着溅射功率增大,其生长速率成线性增大,当溅射功率低于30w时,薄膜XRD衍射图谱上没有出现任何特征衍射峰,只是在2θ=23°附近出现衍射波包,材料具有明显的非晶态特征,当溅射功率高于30w时,XRD表现为多晶结构;AFM和SEM分析表明生长速率对HgCdTe薄膜表面粗糙度、形貌、形成机理等有直接影响,随着生长速率提高,薄膜表面粗糙度逐渐增大,且薄膜逐渐形成“迷津”结构。     

昆明物理研究所大面积水平推舟液相外延碲镉汞薄膜技术进展

报道了近年来昆明物理研究所在富碲水平推舟液相外延碲镉汞外延薄膜制备技术方面的进展。2019年以来,突破了?120 mm碲锌镉晶体定向生长技术,使碲锌镉衬底沉积相和夹杂相密度≤5×103 cm－2,位错腐蚀坑密度（EPD）≤4.0×104 cm－2,?120 mm（111）晶圆衬底的Zn组份分布极差≤0.36%。基于碲锌镉衬底技术的进步,液相外延碲镉汞薄膜的最大生长尺寸达到了70 mm×75 mm,薄膜位错腐蚀坑密度均值为5×104 cm－2,X射线双晶回摆曲线半峰宽（DCRC-FWHM）≤35 arcsec,部分可控制到25 arcsec以下;50 mm×60 mm尺寸长波碲镉汞薄膜的厚度极差≤±1.25 μm,室温截止波长极差≤±0.1 μm,中波碲镉汞薄膜相应指标分别为≤±1 μm、≤±0.05 μm。材料技术的进展促进了制冷型碲镉汞探测器产能提升和成本的降低,也支撑了高性能长波/甚长波探测器、高工作温度（HOT）探测器以及2048×2048、4096×4096等甚高分辨率高性能探测器的研制。     

Cd1-xZnxTe晶体中由本征缺陷引起的导电类型转变界面研究

在富Te生长条件下,采用垂直布里奇曼法（vertical Bridgman method, VB）生长的部分碲锌镉（Cd_1-xZn_xTe, CZT）晶体内存在导电类型转变界面。为深入探讨碲锌镉晶体导电类型转变界面形成的原因,结合晶体导电类型和红外光谱透过率的测试结果与第一性原理的理论计算进行分析,结果表明,碲锌镉晶体内的导电类型转变界面是晶体生长过程中形成的Cd空位（V_Cd）缺陷与Cd间隙（Cd_i）缺陷导致的。在富Te条件的生长过程中,Cd空位缺陷易于形成,碲锌镉晶体材料中含有大量的Cd空位缺陷,材料的导电型为p型。在晶体生长结束阶段的降温过程中,Cd原子会扩散至碲锌镉晶体中,促进了Cd间隙缺陷的形成,在碲锌镉晶体材料中形成Cd间隙缺陷,导致晶体材料的导电性转变为n型。     

CdZnTe衬底沉积相成分分析

采用扫描电子显微镜技术对CdZnTe单晶片中的沉积相进行成分分析研究,结果表明通过红外显微系统观察到的CdZnTe晶片中常见的“放射状”沉积相和“链状”沉积相Cd含量富集,确认为Cd沉积相;另外,扫描电镜能谱仪对沉积相颗粒分析表明,CdZnTe晶体中的杂质元素易在Cd沉积相中富集。     

有机半导体探测器材料的研究展望

对国外刚刚研究起步的有机半导体探测器材料及器件的研究现状进行了分析,介绍了有机半导体探测器材料和薄膜的制备及表征技术,并对有机半导体探测器材料的未来做了展望.     

非晶衬底上择优取向ZnO纳米晶薄膜的溶胶-凝胶法制备技术

使用一种新的溶胶-凝胶技术制备了ZnO固体薄膜,此技术的特点在于操作简单、环保、实用.此技术可在非晶基片(如玻璃、石英等)上制备c轴择优取向的大面积ZnO纳米晶薄膜.薄膜的红外透过率高,具备制作无机红外-紫外双色探测器的紫外光敏材料和光伏有机太阳能电池、有机红外探测器的透明导电电极等光电子器件的材料应用价值.     

射频溅射CdTe薄膜结构特性分析

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了CdTe单层薄膜,实验表明:在室温条件下,通过调节溅射功率和溅射氩气压强,沉积的CdTe薄膜显示了一系列结构形态.研究了无CdTe薄膜沉积、非晶CdTe薄膜沉积、晶化CdTe薄膜沉积的生长条件,并采用卢瑟福散射理论解释了溅射CdTe薄膜生长机制的分子动力学过程.     

Hg1-xCdxTe外延薄膜表面对红外透射光谱的影响

利用傅里叶红外光谱仪测量液相外延生长的Hg1-xCdxTe薄膜,发现未经腐蚀的原生薄膜材料红外透射光谱经本征吸收后有吸收边倾斜并伴有透射比值偏低的现象.对红外透射光谱的影响因素进行了分析,用扫描电子显微镜、电子探针及轮廓仪对样品表面腐蚀前后进行测试,结果表明腐蚀前后Hg1-xCdxTe薄膜表面(深度约1μm)汞含量和表面平整度的差别是导致这一现象的主要原因.运用带-带尾态之间的跃迁理论及表面散射对这一现象进行了解释.     

非晶态碲镉汞的光学性质

采用椭圆偏振光谱技术研究了射频磁控溅射生长非晶态碲镉汞(amorphous Hg1-xCdxTe,amorphous MCT,a-MCT)薄膜的光学性质,发现非晶态碲镉汞薄膜的介电函数谱特征与晶态碲镉汞材料的明显不同,表现出与其他非晶态半导体材料类似的“波包”结构特征.基于修正的FB模型在1.0～4.0 eV的能量范围内对实验结果进行了拟合分析,得到了不同组分非晶态碲镉汞薄膜的光学带隙随组分关系.通过与单晶碲镉汞光学带隙随组分变化关系的对比研究,结果表明碲镉汞的结构从晶态向非晶态转变过程中,材料的光学待续发生了明显的“蓝移”.