InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究（英文）

InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀。研究了三种等离子刻蚀气体(Cl2基,Ar基和CH4基)对超晶格的刻蚀效果,SEM结果表明,CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑;之后采用湿法腐蚀工艺,用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤,分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果,结果表明,磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好,且腐蚀速率更加稳定。采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器,其I-V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流,其77 K时动态阻抗R0A=1.98×104Ωcm2。

Pt/CdS Schottky紫外探测器的光电性能研究

制备了Pt/CdS Schottky紫外探测器，对Pt/CdS Schottky紫外芯片对中波红外（3～5μm）的透过率进行了研究，并对器件光电性能进行了测试分析。通过优化 Pt 电极制备条件及对 SiO2增透膜的研究，使Pt/CdS Schottky紫外芯片对中波红外波段的透过率达到85%。室温300 K下，所制备Pt/CdS Schottky紫外探测器在零偏压处的背景光电流为-0.063 nA，在＋6 V时的暗电流密度为7.6×10^-7 A/cm^2，R0A达到7.2×10^4Ω·cm^2，其50%截止波长为510 nm。

化学沉淀法制备硒化铅薄膜

采用化学沉淀的方法沉淀PbSe薄膜,分别加入缓冲剂联氨(方法A)和碘化钾(方法B)。对反应原理进行了分析,对制备过程进行了优化,分别制备出了高质量的PbSe薄膜。采用XRD、SEM、EDS以及红外光谱测试对所制备样品进行了分析。结果表明,两种方法制备均为PbSe多晶薄膜,方法A制备薄膜结晶质量更好,择优生长方向明显;薄膜颗粒度、表面粗糙度都小于方法B;两种薄膜的Pb元素与Se元素比例接近化学计量比,方法B含有少量I元素;两种方法制备样品的吸收边相对带边跃迁都发生蓝移。

短波红外纳米PbSe薄膜制备及光电性能研究

采用化学沉淀的方法在石英衬底上制备了短波红外纳米PbSe薄膜。XRD,SEM,TEM以及红外透射光谱测试分析结果表明,所制备的PbSe薄膜为纳米多晶薄膜,表面平整致密,薄膜的晶粒尺寸为10 nm左右,由于量子效应,薄膜吸收截止边相对PbSe体材料蓝移至1.6μm;经过敏化、光刻及金属化制备了PbSe单元光导探测器,在室温下进行光谱测试,其响应波段为0.6~1.5μm。

InAs/GaSb二类超晶格中/短波双色红外焦平面探测器

InAs/GaSb超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。开展了InAs/GaSb二类超晶格中/短波双色焦平面探测器器件结构设计、材料外延、芯片制备,对钝化方法进行了研究,制备出性能优良的320×256双色焦平面探测器。首先以双色叠层背靠背二极管电压选择结构作为基本结构,设计了中/短波双色芯片结构,然后采用分子束外延技术生长出结构完整、表面平整、低缺陷密度的PNP结构超晶格材料。采用硫化与SiO2复合钝化方法,最终制备的器件在77 K下中波二极管的RA值达到13.6 kΩ·cm^2,短波达到538 kΩ·cm^2。光谱响应特性表明短波响应波段为1.7~3μm,中波为3~5μm。双色峰值探测率达到中波3.7×10^11cm·Hz^1/2W^-1以上,短波2.2×10^11cm·Hz^1/2W^-1以上。响应非均匀性中波为9.9%,短波为9.7%。中波有效像元率为98.46%,短波为98.06%。

化学浴沉积PbSe多晶薄膜及其光电性能初探

分别以硒脲和硒粉为Se2-制备剂的主要原料,用化学浴沉积法制备了PbSe多晶薄膜。对所制备薄膜用形貌、XRD、TEM和红外透射谱等方法进行表征分析。两种制备方法均获得了结晶度良好的PbSe多晶薄膜。以硒粉所制备的PbSe薄膜颗粒度为1μm,以硒脲所制备的薄膜颗粒度为0.3μm,小颗粒薄膜出现红外吸收限蓝移现象。测得由所制备的薄膜得到的PbSe光导型探测器原型器件的电压响应率为1200 V/W。

化学浴沉积PbSe多晶薄膜制备

简要介绍了国内外关于PbSe薄膜的制备方法与发展状况,分别以硒脲和硒粉为主要原料,用化学浴沉积法制备了PbSe多晶薄膜。对所制备薄膜用SEM、XRD、TEM等方法进行表征分析和对比,实验结果表明,在不考虑硒脲本身原料的纯度因素影响的情况下,以硒粉为原料制成的薄膜其晶体结构的完整性和光电导特性均优于以硒脲为原料所制成的薄膜,也验证了以硒粉为原料的低成本制备PbSe薄膜方法可行性。

InAs/InAsSb超晶格红外中/中波双色焦平面探测器研制

超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的优选材料。双波段红外探测器能够通过对比两个波段内的光谱信息差异,对复杂的背景进行抑制,提高探测效果,在需求中尤为重要。本文开展了InAs/InAsSb超晶格中/中双色焦平面探测器设计及制备技术研究,从器件设计、材料外延、芯片加工等方面展开研究,制备了中心距30μm的320×256 InAs/InAsSb二类超晶格中/中波双色焦平面探测器。器件短中波峰值探测率达到7.2×10^(11)cm·Hz^(1/2)W^(-1),中波峰值探测率为6.7×10^(11)cm·Hz^(1/2)W^(-1),短中波有效像元率为99.51%,中波为99.13%,获得了高质量的成像效果,实现中中双色探测。

InAs/GaSb超晶格中短波双色探测器新型钝化方法研究

由于InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料有较高的表面态密度,易在表面生成导电氧化层,在将其制备成红外器件的过程中,首先要解决钝化问题。钝化效果和覆盖膜层质量对红外器件的表面漏电和噪声有很大影响。使用阳极氟化加硫化锌的方法,对中短波双色InAs/GaSb超晶格进行钝化,使用俄歇电子能谱测试证实了阳极氟化的可靠性,使用77 K下的J-V测试结果,对比证实了氟化的钝化效果和对漏电流密度的改善效果。结果表明,阳极氟化加硫化锌的钝化方法可以有效抑制漏电。

InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器量子效率计算研究

首先分析了量子效率计算的相关理论,然后分析利用红外中波In As/Ga SbⅡ类超晶格材料进行光伏探测器研制,在对器件进行电学性能测试及光谱响应测试基础上,利用理论分析和测试数据计算出研制器件的实际电流响应率,再将实际电流响应率与理论分析的电流响应率相比,同时消除芯片表面Si O2钝化层光学透过率的影响,计算出器件对红外波段2~6μm辐射响应的量子效率最高可达35%,达到了国外同类型器件响应的量子效率指标。本文的研究为评价In As/Ga SbⅡ类超晶格红外探测器的光电转换性能提供了一种有效的方法。

分子束外延生长InAsSb材料的组分控制（英文）

采用分子束外延方法在GaAs和GaSb衬底上生长了一系列InAsSb薄膜,研究了Sb组分与Sb4束流间关系.实验发现,在分子束外延生长中,相比As原子,Sb原子更易并入晶格中.利用该特性可较好实现InAsSb材料的组分控制.

锑化物中/中波双色红外探测器研究进展

面对第三代红外探测器对多波段探测的需求,中/中波双色同时获取两个波段的目标信息,对复杂的背景进行抑制,可以有效排除干扰源的影响,提高了探测的准确性,增强了在人工及复杂背景干扰下的目标识别能力,因此中/中波双色探测器设计和制备最近快速发展起来。锑化铟红外探测器通过分光可实现两个中波波段的探测,锑化物Ⅱ类超晶格探测器通过能带结构设计实现多波段探测。本文阐述了锑化物中/中波双色红外探测器的主要技术路线和目前研究进展,与传统InSb双色探测器相比,中/中波双色超晶格红外器件用于红外成像探测具有鲜明的特点和优势,但需要在探测器结构设计、锑化物超晶格材料生长、阵列器件制备等方面进行进一步研究,以提高探测性能,满足工程化应用需求。

GaSb衬底上InAsSb材料的电学性能研究

采用分子束外延(MBE)法在GaSb衬底上生长了不同组分的InAsSb外延膜。通过引入Al GaSb插层,实现对导电GaSb衬底上InAsSb材料电学性质的定性表征,并研究了生长温度和晶格失配对InAsSb外延层电学性能的影响。测试结果表明,在较低生长温度下获得的样品表面会形成缺陷,且其电学性能较差。对于一定晶格失配的样品,提高生长温度能获得较好的电学性能。

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料台面腐蚀

研究了InAs/GaSbⅡ类超晶格的几种台面腐蚀方法.实验所用的InAs/GaSbⅡ类超晶格材料是使用分子束外延设备生长的,材料采用PIN结构,单层结构为8 ML InAs/8 ML GaSb.腐蚀方法分为干法刻蚀和湿法腐蚀两大类.干法刻蚀使用不同的刻蚀气氛,包括甲基、氯基和氩气;湿法化学腐蚀采用了磷酸系和酒石酸酸系的腐蚀液.腐蚀后的材料台阶高度是使用α台阶仪测量,表面形貌通过晶相显微镜和扫描电镜表征.经过对比研究认为,干法刻蚀中甲基气氛刻蚀后的台面平整,侧壁光滑,侧壁角度为约80度,台阶深度易控制,适合深台阶材料制作.湿法腐蚀中磷酸系腐蚀效果好,台面平整,下切小,表面无残留,适用于焦平面红外器件制作工艺.