碲镉汞材料制备及其评价

红外辐射是介于可见光和微波之间的电磁波,波长从0.75微米到1000微米,覆盖光谱区之宽是可见光、X光等其它有意义的电磁波段不能相比的,因而也包含更多的内容,有更多的应用。为了研究红外辐射,制造红外器件乃至红外系统是必不可少的。

碲镉汞材料与红外探测技术的发展

简要说明了红外探测器的种类和优缺点,着重介绍了碲镉汞(MCT,HgCdTe)特别是外延生长的HgCdTe薄膜材料,在红外探测技术发展中的地位和获得广泛应用的原因,及其在未来红外探测技术发展中面临的挑战。

碲镉汞材料少子寿命的微波反射光电导衰减测量

详细说明了用微波反射光电导衰减 (μ PCD)测量碲镉汞材料 (MCT)中少数载流子寿命的原理。μ PCD系统对样品少数载流子寿命的测量范围为 2 0ns至 3ms,测量温度可以从 80K到 32 5K变化 ,整个系统的测量由计算机控制自动进行 ,可以对样品进行X Y平面扫描测量并进行结果数据分析。同时 ,还报道了用 μ

长波光伏碲镉汞材料上的欧姆接触

碲镉汞器件性能与材料及诸多工艺因素相关,而材料与电极间的接触性能是必须要解决的基础问题之一。利用金属In/Au在光伏长波碲镉汞材料上做了接触性能研究,通过实验获得了较理想的欧姆接触,测试后计算出In与n型和p型HgCdTe材料间的接触电阻率分别为3.25×10-4?·cm2、8.95×10-4?·cm2。

碲镉汞材料离子注入P-N结产生损伤的修复方法

本发明公开了一种碲镉汞材料在离子注入形成P—N结过程中对材料产生损伤的修复方法。该方法只需在常规的碲镉汞材料离子注入形成P—N结的工艺后再用较小剂量、较低束流密度的离子再次注入该区。再注入的离子可以起到非平衡动态后处理的作用，使注入离子形成的P-N结性能有较明显改善，从而提高了光伏型红外探测器的性能。

液相外延碲镉汞薄膜缺陷综述

液相外延是碲镉汞(MCT)薄膜生长领域最成熟的一种方法,被众多红外探测器研究机构和生产商所采用。然而由于MCT材料自身属性和具体制备工艺的原因,液相外延生长过程中不可避免地会产生各种缺陷,从而降低红外探测器的性能。为了增加对液相外延MCT薄膜中缺陷的认识,并对具体的生长工艺提供指导性建议,基于已报道的文献总结了液相外延MCT薄膜中所存在一些缺陷的特征以及形成机理和消除方法。对各类缺陷的形成机理和消除方法进行探讨和评估,有助于提高MCT薄膜液相外延的水平,为制造高性能MCT探测器做好材料技术支撑。

用X射线衍射评价硅基碲镉汞分子束外延材料及优化其生长条件研究综述

1 引言 碲镉汞(Hg1-xCdxTe)三元合金化合物半导体是一种重要的红外材料.人们可以通过调节其组分x值的大小连续改变其禁带宽度(从0eV～1.6eV),从而获得几乎覆盖整个红外区域的响应波长.用它制备的红外探测器在军事、民用等领域得到了广泛应用.

碲镉汞材料中Hg空位缺陷的第一性原理研究

利用基于第一性原理的全电子势线性缀加平面波方法计算了在碲镉汞材料中Hg空位所引起的晶格弛豫以及空位对周围原子成键机制的影响 .通过成键过程中电荷密度的变化以及电荷转移的讨论 ,论述了碲镉汞材料Hg空位引起的弛豫以及这种弛豫产生的主要原因 .通过态密度的计算和分析 ,发现Hg空位的形成将导致第一近邻阴离子Te的 5s态能量向高能端移动了 0 5 5eV ,并借助Te 5s态电荷密度与成键电荷密度的计算结果 ,分析了引起该能态能量平移的主要原因 .通过带边态密度变化以及Kohn Sham(KS)单电子能级的计算和分析 ,得出了Hg空位使碲镉汞材料的光跃迁能量变小响应波长变长 ,等效于材料带隙变小的结论 .通过KS电子能级的计算分析得到了Hg空位缺陷引起的双受主能级随不同电离态的变化趋势 .

不同结构的碲镉汞长波光伏探测器的暗电流研究

对B+注入的n on p平面结和分子束外延 (MBE)技术原位铟掺杂的n+ n p台面异质结的碲镉汞 (HgCdTe)长波光伏探测器暗电流进行了对比分析 .与n on p平面结器件相比 ,原位掺杂的n+ n p台面异质结器件得到较高的零偏动态阻抗 面积值 (R0 A) .通过与实验数据拟合 ,从理论上计算了这两种结构的器件在不同温度下的R0 A和在不同偏压下的暗电流 。

用红外透射法确定任意厚度下碲镉汞晶体的组分

选用组分均匀的碲镉汞Hg1-xCdxTe晶片(x=0.170-0.300mole CdTe),在室温下用红外光谱仪 测量晶片在不同厚度的透射光谱,取透射比为5％对应的波数值,对实验数据进行拟合,得到了碲镉 汞晶体组分与透射比为5％对应的波数值和晶片厚度之间的经验关系式(简称经验式)。结果表明:用本 文的经验式得到的组分值不受晶片厚度的影响,准确而可靠。本文拟合的经验式适用于红外透射法测 量任意厚度碲镉汞材料的组分计算,同时还可用它研究Hg1-xCdxTe晶片组分的均匀性。

碲镉汞富碲垂直液相外延技术

研究了碲镉汞富碲垂直液相外延技术.在研究该关键技术的过程中,提出了一种方法以检查外延前(Hg1-xCdx)1-yTey母液的均匀性.并且,通过减小生长腔体中的自由空间,对气体的对流和汞回流进行了抑制,及通过改进工艺过程中的温度控制方式来应对因对流和汞回流而造成的生长温度不确定性.在解决上述关键技术后,实现了碲镉汞垂直液相外延工艺的稳定性,所外延的中波碲镉汞材料的组分可重复性做到了±0.005,厚度控制能力达到了±5μm,40×30mm2外延材料的横向组分均匀性(相对均方差)小于1.3×10-3,同生长批次材料片与片之间的组分和厚度差异分别小于0.001和1μm.在10mm线度上,表面起伏小于1μm.经热处理后,中波汞空位p型材料在77K下具有较高的空穴迁移率.另外,和水平推舟技术相比,垂直碲镉汞液相外延在提供大批量和大面积相同性能材料方面具有明显的优势,这对于二代碲镉汞红外焦平面批生产技术和拼接型超大规模红外焦平面技术的发展都具有重要的意义.

碲镉汞红外焦平面阵列探测器技术的最新进展(上)

0引言 在过去的50多年中,采用碲镉汞材料的红外探测器技术发生了很大的变化,从整块晶体生长和单个光电探测器制备发展到了非常复杂的外延生长材料和高密度成像焦平面阵列.然而,现有的基于碲镉汞的红外系统依然离不开笨重a昂贵的低温制冷技术.因此,人们把这一领域的研究与发展重点集中在了提高像元密度、降低冷却功率和提咼加工成品率上.

ICP刻蚀气压对碲镉汞电学性能的影响

研究了利用ICP(Inductively Coupled Plasma)干法刻蚀工艺制备长波碲镉汞光导器件过程中刻蚀气体压强对材料电学参数的影响。发现增大气体压强会导致材料的电学性能衰退,表现为材料的载流子浓度增加、迁移率降低以及电阻率增加。分析认为增大的压强使得材料内部产生了更多的填隙Hg离子,增强了载流子受到的电离杂质散射作用;同时材料内部也产生了更多的缺陷,极化声子散射作用也因此加强。由此解释了在流片过程中出现的某一批次碲镉汞光导器件性能的恶化是该批次器件ICP刻蚀工艺中的气压参数增加所致。

长波红外材料n型Hg_(1-x)Cd_xTe载流子寿命

测量了３种不同生长方法（加速坩埚旋转布里奇曼法、固态再结晶法和改进的布里奇曼生长大直径晶体法）制备的长波红外蹄镉汞晶体（块晶）载流子寿命的温度变化关系，与窄禁带半导体载流子复合机构的理论计算结果比较表明，优质晶体中是以带间碰撞复合为主。

Hg_(1-x)Cd_xTe材料中的Te离子空位共振能级

利用拉曼显微镜在室温下对金属有机化合物气相外延 (MOVPE)和液相外延 (LPE)方法生长的Hg1-xCdxTe薄膜材料以及用加速坩埚旋转布里奇曼 (ACRT Bridgman)和Te溶剂方法生长的Hg1-xCdxTe体材料进行了系统研究 .在上述 4种方法生长的材料的显微拉曼光谱中 ,均发现在导带底上方且远高于材料导带底对应能级的显微荧光发光峰 .通过详细比较可以判定 ,高于导带底约 1.5eV的显微荧光起源于Hg1-xCdxTe材料中的Te离子空位与材料导带底的共振能级发光 ,从而确定在碲镉汞材料中存在一个稳定的Te离子空位共振能级 .

碲镉汞纳米材料与器件的LBIC检测技术

介绍一种可用于红外碲镉汞(HgCdTe)材料与器件研究的高分辨率、无损伤光学检测方法——激光诱导电流(LBIC)技术.该技术可以描绘出碲锅汞薄膜材料中具有电活性的缺陷分布图,也可以无须为列阵中的每个像元制作电极就用于探测器像元的检测.利用得到的数据可以推算出p-n结的扩散长度、结深和探测器的品质因子(R0A)及均匀性等许多参数.给出了碲镉汞一些典型参量的LBIC理论与实验结果,说明LBIC检测技术对碲镉汞材料与器件的特性表征起到了十分重要的作用.

长波红外n-HgCdTe材料的电阻比值与载流子寿命关系

少数载流子寿命是长波红外HgCdTe材料的重要性能参数。从大量实验数据统计中发现长波红外n型HgCdTe材料的液氮温度电阻和室温电阻的比值与材料载流子寿命有一定关系，电阻比值在2～6之间有较大的载流子寿命值，而电阻比值大于10的寿命值较小。

B^+注入HgCdTe外延材料的红外透射光谱分析

运用多层模型和膜系传递矩阵以及非线性二乘法,模拟了B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱,结果表明B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱能够很好地理论再现,并由此获得了结区的自由载流子浓度分布、迁移率、面自由载流子浓度以及折射率和消光系数等相关参量,所得结果与微分Hall法测试的结果是一致的.计算结果也表明B+注入HgCdTe导致红外透射率变化的根本原因是注入层的高载流子浓度的等离子效应改变了该层的折射率和消光系数.

As在HgCdTe外延层中的扩散系数

使用二次离子质谱分析(SIMS)方法研究了As在碲镉汞分子束外延样品中的扩散系数.获得了在240℃,380℃和440℃温度下As在碲镉汞材料中的扩散系数,并发现它与退火过程中Hg的分压有关,且Hg空位对As的扩散有明显的辅助增强作用.研究表明在低温段的240℃/24～48小时的退火中As的扩散非常有限,对样品中As的浓度分布影响不大,而在高温段380℃/16小时和440℃/30分钟退火中,As扩散较为明显,能使原来的PN突变结变缓.综合比较As杂质的电学激活以及As扩散因素,高温段440℃/30分钟的退火条件较理想.

n型HgCdTe载流子双极迁移率测量

介绍了两种测量半导体材料载流子双极迁移率的原理和方法。用载流子漂移实验方法测量了ｎ型Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ（ｘ＝０．２）材料在８０Ｋ时的双极迁移率，讨论了测量条件对双极迁移率的影响。