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。

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.

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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

InSb红外探测器组件的无输出问题研究

研究了InSb红外探测器组件的无输出问题。通过故障分析确定探测器的失效部件为InSb芯片。结合器件结构和工艺,对InSb器件的失效机理进行了研究。发现器件在去胶工艺中有光刻胶残留,在后续的钝化工艺中会生成难以腐蚀去除的沾污层,导致电极膜层存在可靠性隐患。经历高温、振动等环境试验后电极浮起,导致了探测器组件的无输出问题。

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。

InSb红外探测器表面钝化工艺研究

本文工作主要研究了InSb红外探测器表面钝化工艺问题,逐一探讨了射频功率、R(SiH4:N2O)配比、沉积温度、工作压强等工艺参数对InSb芯片表面钝化工艺的影响。将不同条件下获得的材料分别制成MIS结构和红外探测器并进行C-V和I-V测试,结果表明在射频功率为80 W、R配比为20:10、沉积温度为200℃、工作压强为10 Pa时,钝化后的试样C-V特性曲线良好,I-V特性曲线反向平缓,性能较好,满足探测器芯片研制的要求,进一步证实了该条件下的钝化效果较佳。

光照对阳极化InSb探测器性能影响的研究

使用阳极化钝化方法制造的InSb红外探测器,在可见光照射下,器件反偏漏电流大,零偏阻抗低。通过对其漏电流分析和制作MIS器件进行试验,发现阳极化层中的陷阱能级感应n型InSb表面产生反型,p/n结表面附近的反型层与p型层连接后起到分流电阻作用,导致器件电性能变差。

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。

p-n结结深对台面型InSb光伏型探测器性能的影响

基于Silvaco二维数值仿真研究了p-n结结深对台面型In Sb光伏型探测器串音和量子效率的影响,通过分析探测器中横向电场分布、纵向电场分布、复合速率分布等与p-n结结深的相关性,揭示了p-n结结深影响探测器的串音和量子效率的内在物理机制,并获得了对探测器优化设计有指导意义的研究结论。

低温光导型InSb红外探测器研究

文中讨论了决定光导型探测器性能的主要因素。在理论分析的基础上 ,对低温单元光导InSb探测器的主要工艺参数进行分析和估算。

异质结构InSb-APD中波红外探测器的设计与表征

制冷要求仍然是制约中红外探测器应用的主要因素。设计了一种异质pin结构的InSb雪崩光电二极管。采用宽禁带、低复合率的材料GaSb和InP形成异质结,并将I区设计成吸收、倍增层分离的雪崩区域。该异质结构有效地抑制了扩散电流,在300 K时,JAuger被显著抑制在大小为1×10^(-7) A/cm^(2)的水平。器件的主要限制是SRH复合和带对带隧穿。为了优化器件的性能,详细讨论了暗电流机理,证明了较低的杂质浓度有利于雪崩过程。在300 K时,吸收峰位于5.1μm附近,光响应度为2.16 A/W,其增益为5.7,比检测率为2.866×10^(9) cm·Hz^(1/2)·W^(-1)。

InSb焦平面探测器背面钝化的研究

对N型(111)面的InSb衬底采用两种方法进行钝化处理;一种是直接溅射ZnS,另一种是先用(NH4)2S化学硫化,然后溅射ZnS。C-V测试和器件性能测试表明,在(NH4)2S溶液中进行化学硫化的方法能有效改善ZnS/InSb的界面,这种方法能满足InSb焦平面器件的使用性能。本文还对不同的硫化方法及实验条件进行了对比实验。