激光辐照InSb(PV)型探测器的热损伤

在建立高斯型连续激光辐照InSb(PV)型探测器物理模型的基础上,采用近似解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的2维温度场.通过数值分析得出了在激光辐照时,InSb(PV)型探测器的温升与时间的关系,并计算出相应的损伤阈值.研究表明:在强激光连续辐照下,半导体材料InSb会发生熔融损伤,且最早发生于迎光面的光斑中心,激光的功率密度越高,造成破坏所需要的时间越短;对于一定厚度胶层的InSb(PV)型探测器,只有强度大于一定阈值的连续激光辐照才可能发生熔融损伤,越薄的胶层对应的损伤阈值越大.为了增加InSb(PV)型探测器抗激光辐照能力,应该减小胶层厚度.采用该理论计算得到不同功率下的InSb熔融时间为1.57 s和4.54 s,与实验得到的2 s和 4～5 s基本吻合.

重复脉冲激光辐照InSb(PV)型探测器的热损伤

在建立高斯型重复脉冲激光辐照InSb(PV)型探测器物理模型的基础上,采用近似解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的二维温度场.通过数值分析得出了在激光辐照时,InSb(PV)型探测器的温升与时间的关系,并计算出相应的损伤阈值.研究表明:在高斯型重复脉冲激光辐照下,损伤阈值受到脉冲数目、宽度、重复频率以及脉冲激光光斑半径的影响,InSb(PV)型探测器会发生熔融损伤,发生于迎光面的光斑中心.对于一定厚度胶层的InSb(PV)型探测器,只有强度大于一定阈值时重复脉冲激光的辐照才可能发生熔融损伤,越薄的胶层对应的损伤阈值越大.为了增加InSb(PV)型探测器的激光对抗能力,应该减小胶层厚度.

温度波动对PV型InSb探测器响应特性的影响

对激光照射下光伏型锑化铟光电探测器的响应特性进行了研究,得到了强激光辐照下温度波动(低温和常温温度波动)对探测器响应特性的影响。利用材料内部的光生电动势分析模型,通过数值模拟,给出了理论上的激光辐照下主要参数对探测器输出电压的影响。结果表明:输出电压随着温度的上升而降低,饱和电压也随着温度的上升而降低。特别是低温与常温下的响应特性有所不同,随着入射光功率的增大,低温下随温度变化的输出电压变化量减小,常温下随温度变化的输出电压变化量增大。

PV InSb红外探测器的阻抗-频率特性分析

通过理论计算和实际测试，给出了ＰＶＩｎＳｂ红外探测器的低频阻抗频率特性曲线。结合检测阻抗／动态电阻的方法和阻抗频率特性曲线的变化规律，分析讨论了ＰＶＩｎＳｂ红外探测器的阻抗与动态电阻的异同。从而说明在涉及ＰＶＩｎＳｂ红外探测器的阻抗／动态电阻时，即使在低频范围也要具体考虑频率因素的影响。

InSb晶片表面有机物沾污清洗的分子动力学研究

清洗是混成式探测器芯片器件制造过程中的一道关键工序。探测器芯片表面所吸附的有机物沾污是清洗的主要目标。使用第一性原理与分子动力学相结合的方法研究了丙酮、乙酸乙酯对InSb晶面有机物沾污(主要成分为502)的清洗机理。第一性原理计算结果表明,丙酮与乙酸乙酯的分子反应活性位点均离域在杂原子上,两者可通过杂原子对吸附在InSb表面的502解吸附以达到清洗的目的。分子动力学模拟结果表明,乙酸乙酯可以促进丙酮分子在502膜层中的扩散能力,以此加强丙酮对502的去除作用。

InSb焦平面芯片的响应率提升研究

InSb光伏探测器的响应率是评价探测器性能的重要指标之一。探测器的电压信号与响应率成正比。从光敏芯片的角度提出了增大InSb红外探测器信号的方法。通过实验设计,优化了台面湿法刻蚀的方法,减小了芯片p型层的厚度。优化台面刻蚀方法使台面面积增加,InSb芯片的I-V电流增大了40%,组件的电压信号值提升了16%。进一步将InSb芯片的p型层厚度减小至0.8~1.2μm后,InSb芯片的I-V电流增大了67.3%,单元组件的电压信号值提升了40.2%。基于InSb光敏芯片光生载流子的产生到光电流的转换过程,分析了台面湿法刻蚀以及p型层的厚度对信号的影响机理。该研究对于提升InSb探测器信号和优化探测器性能具有重要的指导意义。

1.319μm激光诱导HgCdTe(PV型)探测器混沌的研究

通过对 1.319μm连续波激光辐照PV型HgCdTe探测器的实验研究 ,发现当激光辐照功率密度超过探测器的饱和阈值以后 ,激光能诱导探测器产生混沌现象 ,并得出了相应的激光辐照功率密度范围 ,文中还对试验结果进行了论证与分析。

基于Pt/CdS与InSb光伏型紫外—红外焦平面探测器的双色探测机理（英文）

基于新型的时域有限差分光子学分析方法联合有限元电学分析方法研究了Pt/CdS紫外与InSb红外双色焦平面阵列探测器的双色探测机理.研究发现超薄Pt金属膜与CdS形成肖特基结可以获得较大的紫外光响应并能更好耦合红外光.采用像元间距为50μm的Pt/CdS与InSb键合结构,可以很好地抑制像元间的串音.结果证明了紫外-红外双色探测的可行性,该方法将为紫外—红外双色探测器的设计提供基础指导.

平面PN结InSb红外焦平面探测器的研究

研究了基于Be离子注入技术的平面型和Cd扩散技术的台面型锑化铟红外焦平面阵列(IRFPA)探测器芯片工艺流程。并进行了芯片I-V、成像结果等对比测试,Be离子注入平面型器件和扩散台面型芯片的性能水平相当,具备一定的工程应用水平。

台面PN结InSb红外探测器响应时间研究

分析了光伏In Sb探测器响应时间与量子效率、反向饱和电流的关系,设计出量子效率为0.61~0.56、响应时间为20~60 ps的锑化铟(In Sb)红外探测器,实验制备了台面p^+-on-n结构的探测器。通过I-V、C-V测试验证了制备的器件物理参数与设计值吻合。采用脉冲响应测试了In Sb探测器的响应时间(0.3μs),由于封装和其他分布电容的限制,响应时间测试值与理论计算值存在差距。

连续波激光辐照PV型HgCdTe探测器的新效应

用连续波DF激光辐照PV型HgCdTe红外探测器,得到不同辐照功率密度下,探测器响应输出的一系列实验结果,观察到器件饱和以外的如探测器混沌、探测器单极化等一些新现象,这些结果与理论预期有着较大差别。给出了实验结果的初步解释,该实验结果为今后更好地研究PV型HgCdTe探测器提供了新的线索。

InSb晶片湿法化学刻蚀研究

随着大格式InSb FPA器件发展,像元间距越来越小,芯片总面积不断增加,对像元加工精度和均匀性都提出了极高的要求,原有的湿法刻蚀已越来越难于满足工艺要求,主要体现在湿法横向刻蚀导致原本设计很小的像元面积进一步缩小,严重降低InSb FPA的填充因子。通过实验,介绍一种湿法刻蚀工艺,可以较好解决上述问题。

不同钝化膜对InSb光伏探测器性能影响研究

采用3种不同钝化膜制备InSb探测器,测试不同周长/面积比二极管芯片的I-V特性曲线,通过对偏置电压为-0.1 V时的暗电流密度进行比较,分析了表面漏电流对InSb探测器性能的影响。实验结果表明SiO2+SiNx复合膜能大幅度降低器件表面暗电流,C-V测试结果也表明复合钝化膜能大幅度降低了界面固定电荷。将复合钝化膜应用到128×12815μm InSb焦平面探测器上,探测器芯片优值因子R0A≥5×10^4Ω·cm^2,较之前(R0A≈5×10^3Ω·cm^2)得到了极大改善。

InSb红外焦平面探测器现状与进展

红外焦平面探测器技术是一种通过摄取景物热辐射分布图像,并将其转换为人眼可见图像的技术。近年来红外探测器技术发展迅速,在军事、工业、农业、医学等各领域显示出越来越重要的应用。本文对锑化铟红外焦平面探测器的应用及发展情况进行了分析,并对其发展前景进行了展望。

激光辐照下PV型HgCdTe探测器反常响应机理

利用PV型探测器开路电压的表达式,并考虑探测器的温度变化建立模型,对激光辐照下PV型HgCdTe探测器开路电压的变化进行了理论计算。当激光较弱时,计算结果与实验结果符合得很好。当激光较强时,对于辐照过程当中探测器输出变化的一般性趋势以及激光完全停照后的热弛豫过程,该模型也能给出较好的解释;但对于激光开始辐照时输出下跳和激光停止辐照时输出上跳的反常现象,该模型不能给出合理的解释。分析认为,该模型较好地描述了晶格温升对探测器输出的影响,但是它没有考虑热载流子效应;当激光较强时,热载流子效应不可忽略,特别是激光开始辐照和激光停止辐照时,载流子与晶格的温度差有比较明显的快速变化,从而导致了探测器的反常响应。

小像元InSb红外焦平面器件光电性能仿真

小像元是InSb红外焦平面器件制备的发展方向之一,但其会对器件的光电流响应和串音产生很大影响。因此使用Sentaurus TCAD软件建立了小像元InSb红外焦平面阵列器件的台面结器件模型、平面结器件模型和外延结构器件模型,采用背照射的3个像素单元的InSb阵列器件仿真了3种器件结构的光电流响应和串音。结果表明,台面结器件和平面结器件可以通过减小器件厚度和增加结深的方法来增加光电流响应和减少串音;外延结构器件可以通过增加吸收层厚度和选择合适的掺杂浓度来改善光电流响应和串音。综合考虑工艺难度影响,对小像元InSb红外焦平面阵列器件,建议采用深离子注入的平面结结构和采用分子束外延制备的厚度和掺杂浓度可控的外延结构。

波段外10.6μm激光辐照中红外PV型HgCdTe光电探测器机理分析

用波长为10.6μm的波段外连续波激光辐照PV型HgCdTe中红外光电探测器,得到了不同辐照功率密度下探测器的响应输出随激光功率密度变化的一系列实验结果。观察到探测器对波段外激光的电压响应方向与波段内激光的电压响应方向相同,随波段外激光功率密度升高,探测器的电压响应值先增大后减小。分析认为:该现象是由于探测器材料的弱吸收和基底材料的强吸收在不同时刻产生的不同的温度梯度,与材料的整体温升共同作用的结果。该温度梯度在探测器内产生温差电动势,而热激发的电子空穴对在温度梯度的作用下定向运动被结电场分离,产生热生电动势,热生电动势是波段外激光辐照下PV型探测器中电动势产生的主要机制。

基于热扩散制备平面PN结InSb红外焦平面芯片

研究了一种基于在锑化铟衬底材料上以热扩散工艺制备平面PN结的红外焦平面阵列(IRFPA)探测器芯片结构及其工艺流程。根据锑化铟材料的特性设计了新的焦平面器件制备流程,选择了等离子增强化学气相淀积(PECVD)淀积的非晶氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)薄膜作为扩散工艺中的掩膜材料。在此基础上制备出了具有较好的I-V特性曲线的焦平面芯片。

激光对PV型Hg_(1-x)Cd_xTe探测器的损伤效应

研究了较大功率激光辐照对 PV 型 Hg_(1-x)Cd_xTe 探测器的损伤效应.测量了损伤前后探测器的饱和信号输出,得出了 pn 结退化造成其性能下降的结论.根据 pn 结的并联电阻模型解释了损伤后探测器对背景辐射的响应率下降现象以及损伤前后激光辐照下饱和开路电压几乎相等的现象.研究了其 pn 结退化造成的探测器响应率、探测率等性能参数的变化,以及由于 Hg 原子的逃逸和扩散给器件性能带来的影响.

光伏InSb探测器R_0A值的测试与分析

对所生产的光伏 In Sb器件 R0 A值进行了测试 ,结面积为2 .9mm的单元器件 R0 A值在 5.71× 1 0 4～ 5.75× 1 0 6Ω cm2之间 ,50× 1 0 0 μm2的线列器件典型 R0 A值为 3× 1 0 4 Ωcm2 ,对测试结果进行了分析。讨论了器件表面漏电对 R0 A值的影响。