液相外延碲镉汞薄膜表面“陨石坑”状缺陷研究

随着红外探测器技术的发展,对高质量碲镉汞外延材料质量的要求逐渐提高,这也对碲锌镉衬底质量提出了更高的要求。对液相外延碲镉汞薄膜表面上一种尺寸较大且周围伴有平台的点状缺陷进行了形貌及成分表征。该类型缺陷的形貌类似于中间凹陷的陨石坑(简称“陨石坑”状),其组分与碲镉汞外延膜正常区域相比未出现明显偏离。研究发现,液相外延过程中在碲镉汞生长溶液与碲锌镉衬底接触前,衬底表面出现近似三角形、圆形的缺陷,且该缺陷下方存在孔洞类形貌,在该缺陷之上外延的碲镉汞薄膜表面会出现“陨石坑”状缺陷。该缺陷的来源定位为后续控制此类缺陷的产生提供了支撑。

高质量碲镉汞双层异质结材料制备

本文重点介绍了富汞垂直液相外延技术,在对该技术进行研究时,提出了一种温场优化方法和一种生长方法来提升材料质量和工艺稳定性。最后介绍基于双层异质结材料采用台面结器件加工等碲镉汞探测器组件制备方法,制备中波、长波和甚长波碲镉汞探测器组件的进展情况。

液相外延碲镉汞贯穿型缺陷研究

液相外延碲镉汞材料的贯穿型缺陷会在后续器件制备中导致多个盲元的形成。采用共聚焦显微镜对该类缺陷的深度进行了表征,并对缺陷底部的成分进行了测试。使用聚焦离子束(Focused Ion Beam,FIB)将缺陷挖开后对其进行观察。对于贯穿型缺陷较多的碲锌镉衬底外延生长碲镉汞薄膜,统计后发现碲镉汞表面的贯穿型缺陷与衬底缺陷存在一定的对应关系,因此推测液相外延贯穿型缺陷起源于碲锌镉衬底缺陷。

退火工艺对HgCdTe材料位错密度及电学性能影响的研究

实验分别采用高低温退火和循环变温退火方式对液相外延生长的HgCdTe材料进行饱和汞压热处理,研究了两种热处理工艺对碲镉汞材料位错密度及电学性能的影响。结果表明:相较于高低温退火,经循环变温退火后HgCdTe材料的位错密度有了明显的降低,并且材料的迁移率有了显著的提升。研究发现循环变温退火是一种较好提升HgCdTe材料性能的热处理方法。

碲镉汞雪崩光电二极管近年研究及应用进展

碲镉汞雪崩光电二极管(HgCdTe APD)因其具有高增益、高带宽、高量子效率、低噪声的优良性能,在主动/被动成像、激光雷达、波前传感和光子计数等低光子探测领域有着广阔的应用前景,国外研究机构在该领域采用不同的技术路线进行了深入研究。本文阐述了APD原理及结构,重点对近年来国外相关研究进展及应用情况进行了介绍,并对国内研究机构在碲镉汞雪崩光电二极管仿真模拟、器件制备等方面的研究成果进行了总结。

长波p-on-n碲镉汞红外焦平面器件研究进展

与n-on-p材料相比,p-on-n材料具有更低的暗电流和更高的工作温度,更适于长波以及高温工作碲镉汞红外焦平面器件。介绍了法国Sofradir公司、美国Raytheon Vision Systems公司以及国内的华北光电技术研究所和昆明物理研究所在长波p-on-n器件上的研究进展。

碲镉汞p-on-n双层异质结材料表面缺陷研究

对碲镉汞p-on-n双层异质结材料的表面缺陷进行了研究。材料表面缺陷会对后续器件的性能产生影响。利用光学显微镜观察外延完的材料表面,发现表面不规则块状缺陷和表面孔洞缺陷较为常见。使用共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析等测试手段分析发现,缺陷的形成原因是p型层生长过程中镉耗尽以及n型层生长过程中产生缺陷的延伸。