1 MeV电子辐照对HgCdTe材料红外透射光谱的影响

针对红外探测器在空间应用中受高能粒子辐照后性能衰退的问题,利用电子束辐照实验,开展了位移损伤对HgCdTe材料红外透射光谱影响的研究。通过对比辐照前后材料的性能变化,结合光在材料中的传播过程及半导体辐射效应理论,分析了位移损伤对HgCdTe材料红外透射光谱的影响机制。结果表明:HgCdTe材料经电子辐照后,红外透射光谱发生衰退,衰退的幅度随辐照注量的增大而增大,且短波方向上的衰退幅度大于长波方向上的衰退幅度。该工作可为深入开展HgCdTe红外探测器辐射损伤效应及损伤机理的研究提供参考。

MBE生长HgCdTe材料的As掺杂退火的研究

1 引言 近年来,随着碲镉汞(HgCdTe或MCT)红外焦平面(IRFPA)技术的快速发展,器件对材料的电学性质、面积和均匀性等参数的要求迅速提高.

HgCdTe材料的制备及其红外器件综述

近年来,HgCdTe材料在红外领域的应用得到了长足的发展,并成为继Si和GaAs以后最为重要的半导体材料之一。在发展过程中,由最初的采用体材料直接制作器件,发展到目前利用薄膜技术来制作器件,并通过灵活运用各种薄膜的制备和掺杂技术,采用不同的器件结构,使器件的性能取得了极大的提高。由单元到多元到焦平面,由单色到双色,由低温到高温,由短波波段到长波波段,HgCdTe红外探测器已发展成为了种类最齐全,应用最广泛的一类红外探测器。

具有组分梯度的HgCdTe探测器在激光测量中的潜在应用

该文将组分梯度引入HgCdTe探测器结构设计中,提出了一种可以降低PN结附近热激发载流子浓度的方法。建立暗电流机制模型,分析高温下暗电流成份,分析结果表明,降低热激发载流子浓度对结区的影响是提高器件工作温度的关键。利用组分梯度在PN结附近构建不同的电场,不同电场下样品暗电流和噪声电流随温度的变化曲线表明,构建的电场越强,降低结区附近热激发载流子浓度的效果越明显。通过数据分析,提出构建103 V/cm量级的组分梯度内建电场可抑制热激发载流子向结区的扩散运动,有效地降低结区附近热激发载流子浓度。

具有组分梯度的HgCdTe探测器光电特性

PN结分别制备在HgCdTe外延薄膜材料的Cd组分非线性分布区和线性分布区的高组分端,研究了具有组分梯度的HgCdTe探测器的光电特性。计算不同温度下组分梯度产生的内建电场,结果显示Cd组分线性分布产生的内建电场在100~200 V/cm,而Cd组分非线性分布使得样品表面薄层的内建电场高达2 000 V/cm,推测组分梯度产生的内建电场对光生少子运动的影响是引起两个样品光电性能差异的主要原因。通过分析样品响应率随温度的三种不同变化趋势,提出利用温度调控组分梯度产生的内建电场,有利于降低空间电荷效应,为大注入下提高HgCdTe探测器的饱和阈值提供了一种新的设计思路。

HgCdTe外延材料批量化生产及其质量控制

经过多年研发,我司的碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器已达到批量生产的水平。优异性能的红外探测器离不开高质量的HgCdTe外延材料,外延材料的厚度及组分均匀性、表面缺陷的控制以及HgCdTe外延/CdZnTe衬底晶格匹配度是批量化生产中需要控制的关键性因素,红外探测器的批量化生产也给HgCdTe外延材料质量稳定性以及一致性的控制提出了更高的要求。本文介绍了HgCdTe外延材料批量化生产中这几项关键指标的控制,以及外延质量优化后红外焦平面性能的提升。

分子束外延HgCdTe薄膜As掺杂P型激活研究(英文)

报道了利用As4 作为掺杂源获得原位As掺杂MBEHgCdTe材料的研究结果.利用高温退火技术激活As使其占据Te位形成受主.对原位As掺杂MBEHgCdTe材料进行SIMS及Hall测试,证实利用原位As掺杂及高温退火可获得P型MBEHgCdTe材料.

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。

长波Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延材料的研制及其特性

在改进的开管液相外延生长系统中用富碲母液已经重复地长出了长波(8～14μm)Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延层。在外延过程中低温区的纯汞能够起到维持系统的汞压平衡和调整母液组份的作用,系统的温度分布、两温区降温的同步性及生长过冷度△T是液相外延Hg_(1-x)Cd_xTe的重要参量。通过对Hg_(1-x)Cd_xTe外延层的组份、结构分析和原生片的电参数测试表明,所生长的长波Hg_(1-x)Cd_xTe外延材料质地十分优良。文章最后还对Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延生长中的几个常见问题进行了简要的讨论,其中最重要的是应努力改善CdTe衬底的质量。

气流分布对MOCVD HgCdTe组份均匀性的影响

本文报导用特殊方法观察到气流在MOCVD反应室里的分布形态,并以此为根据,通入不同流量的有机物生长HgCdTe。测试结果表明:气体流量对HgCdTe材料组份均匀性影响很大。在一个适当的流量下,能生长出良好的HgCdTe。

美国TJT公司生产的高性能短波红外HgCdTe 320x256/30μm焦平面阵列(上)

Teledyne Judson Technologies(TJT)公司已经成功研制高性能短波红外(Short-wavelength Infrared,SWIR)320x256/30nm的HgCdTe焦平面阵列(Focal Plane Arrays,FPA),目前正在生产这些器件。这些FPA的截止波长一般为2.5μm或2.9pm,可以在很宽的温度范围内工作。探测器主要使用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)HgCdTe材料制造,有时也使用液相外延(Liquid Phase Epitaxy,LPE)材料,两种材料都生长在CdZnTe衬底上。这些FPA采用ISC 9809 Si读出集成电路(Readout Integrated Circuit,ROIC),可操作性好,暗电流低,量子效率(Quantum Efficiency,QE)高,且均匀性良好,产量高。对FPA从LN_2到室温的性能进行了综合表征,并讨论了测试结果。这些FPA的可操作性一般为99.9%,峰值QE为85%。-70℃时,FPA噪声背景限制在视场(Field-of-View,FOV)100°范围内。当FOV为0°时,实验室相机电子设备受限。像元暗电流在宽温度范围内不高于Rule-07模型的值。在-70℃下噪声等效辖照度(Noise Equivalent Irradiance,NEI)为2～3x10^9W/cm^2,并且FOV更小时可进一步减小。

红外探测器材料（SPIE Vol．4454）

一、HgCdTe的外延与分子束外延生长 1.用MOVPE生长在(211)B CdTe/Si衬底上的HgCdTe膜层的特性(S.H.Suh等,韩国科技研究所)

晶体HgCdTe

晶体HgCdTe材料主要应用于高速成像列阵和红外探测器。尤其受到红外探测器的欢迎，因为它具有宽可调直接禁带和出色的电学特性，以及高吸收效率和中等的热膨胀。

采用(211)碲锌镉衬底制备碲镉汞液相外延薄膜

文中对(211)晶向的CdZnTe衬底进行液相外延生长HgCdTe.获得的碲镉汞液相外延材料的组分为0.30～0.33,薄膜厚度为10～15μm,表面缺陷密度为500cm-2,材料的FWHM达到24弧秒,位错腐蚀坑密度约为2×105cm-2,该材料的表面形貌与采用(111)晶向衬底的HgCdTe外延材料有较大区别.

基于GaAs衬底的1280×1024 InAsSb双色焦平面阵列技术

前几年,Ⅲ-Ⅴ族锑基探测器替代了HgCdTe探测器,主要因为其成本更低,均匀性和稳定性更好,易于扩展到更大的格式。与中红外波段的HgCdTe材料相比,Ⅲ-Ⅴ材料更容易加工成大尺寸、小间距的焦平面阵列。焦平面阵列成像仪中的传统红外探测器通常包含一个厚度均匀的材料层,以吸收入射光。探测器阵列通常与硅读出集成电路互联。空气和探测器材料的折射率不匹配会引起入射光反射,为了最大限度地减少这种反射,通常采用多层增透涂层。

高重复频率CO_2激光重复频率大小对HgCdTe晶体温升及损伤特性影响分析

为深入分析高重复频率CO2激光对HgCdTe晶体的损伤机理,开展了高重复频率CO2激光对HgCdTe晶体的温升实验,测得了不同激光重复频率(1、5、10kHz)下HgCdTe晶体的温升过程,建立了高重复频率CO2激光辐照HgCdTe晶体的理论模型,分析了激光重复频率对晶体温升特性的影响;利用ANSYS有限元软件计算了热损伤时HgCdTe晶体的温升值和热应力大小,并结合损伤形貌分析了激光热应力对HgCdTe晶体损伤的影响。研究结果表明,高重复频率CO2激光长时间辐照下,晶体表面温度随着辐照时间的增加而升高,辐照10s时,Hg0.826Cd0.174Te晶体基本达到热平衡,热平衡温度为77℃;重复频率大于1kHz时,激光重复频率的大小对HgCdTe晶体温升特性的影响较小,晶体表面温度主要由激光平均功率密度来决定;激光热应力对HgCdTe晶体的损伤特性影响较小,Hg0.826Cd0.174Te晶体熔化时的最大热应力为5×107Pa,该值远小于晶体的极限应力。该研究将对高重复频率CO2激光在激光防护等方面具有一定的参考价值。