碲镉汞

摘要： 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。

摘要： 针对高质量、大规模碲镉汞红外焦平面探测器需求的持续增加,本文开展了使用分子束外延方式在50 mm×50 mm(211)B碲锌镉衬底上外延碲镉汞材料技术的研究。通过对碲锌镉衬底改进湿化学腐蚀、碲锌镉衬底预处理、碲锌镉衬底缓冲层生长、碲锌镉基碲镉汞材料工艺开发等方面的研究,开发出了能够稳定获得碲锌镉基碲镉汞材料的工艺。材料质量、工艺重复性良好,获得的碲锌镉基碲镉汞材料双晶衍射半峰宽(35±5)arcsec,组分平均值为0.2160;碲镉汞薄膜材料厚度平均值为6.06μm。

摘要： 金属/碲镉汞电极接触是红外焦平面探测器的重要组成部分,对器件的性能与稳定性影响较大。然而在碲镉汞金属化过程中,金属离子能量较高将有可能对碲镉汞表面造成损伤。本文采用了离子束沉积系统生长金属电极,探究了束流、束压以及热处理等条件对碲镉汞红外探测器接触性能的影响。研究表明,碲镉汞在生长电极后表面会受到一定程度的损伤;随着离子能量的升高,对材料表面损伤加剧。在I-V曲线中,电极沉积损伤较大的器件表现出软击穿现象;在热处理后,在一定程度上可以修复电极沉积时能量过大造成的损伤,提高了电极接触性能。

摘要： 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。

摘要： nBn红外探测器旨在消除肖特基-里德-霍尔产生复合电流,这将有效降低器件的暗电流并提高工作温度。由于制造工艺的兼容性和晶格匹配的衬底的存在,基于III-V化合物(包括二类超晶格材料)的nBn红外探测器得到了快速发展。通过理论模拟,基于HgCdTe材料的nBn红外探测器也能有效抑制暗电流。然而,去除价带势垒的困难阻碍了HgCdTe nBn器件的发展。本综述将阐述nBn探测器抑制暗电流的物理机制,并介绍nBn探测器在不同材料体系中的发展现状和趋势。

摘要： 随着红外技术的进步,红外探测器组件向着更小尺寸、更高分辨率的方向发展。小像元间距、大面阵规格是长波探测器发展的重要方向。通过对10 m像元间距、9 m截止波长、1280×1024阵列规格长波探测器的研究,突破了10 m间距长波像元成结技术、10 m像元间距铟柱制备及互连技术,制备了有效像元率大于等于99.4%、非均匀性小于等于4%的10 m间距长波1280×1024碲镉汞探测器芯片。

摘要： p-on-n结构的碲镉汞红外探测器具有长的少子寿命、低暗电流、高R;A值等优点,是高温器件、长波甚长波器件发展的重要器件结构。而国内还鲜有砷注入掺杂p-on-n长波HgCdTe探测器的相关报道,为了满足军事、航天等领域对高性能长波探测器迫切的应用需求,针对As离子注入的长波p-on-n碲镉汞红外探测器退火工艺技术进行研究。采用二次离子质谱(SIMS)仪分析注入及退火后As离子浓度分布情况,使用半导体参数测试仪表征pn结的I-V特性。研究结果表明,在富汞0.5 h 430°C+20 h 240°C条件下,实现As激活,成功制备As注入长波15μm 640×512的p-on-n碲镉汞红外焦平面器件,器件有效像元率大于99.7%。该研究对长波甚长波碲镉汞p-on-n焦平面器件的制备具有重要意义。

摘要： 研究了脉宽对于中红外脉冲激光带内损伤碲镉汞(HgCdTe)材料阈值的影响,使用一维自洽模型对激光辐照HgCdTe材料程中的载流子数密度,载流子对数目流,载流子对能流,载流子温度和材料晶格温度等相关参数进行仿真计算。仿真结果表明,波长2.85μm,脉宽30 ps~10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值为200~500 mJ/cm^(2)。其中,300 ps~3 ns脉冲激光的损伤阈值相近,均为200 mJ/cm^(2)且低于其他脉宽激光的损伤阈值。搭建实验光路并进行相关实验验证仿真模型的正确性。实验发现,波长2.85μm、脉宽300 ps的单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值在200 mJ/cm^(2)左右。相同条件下,10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值约474 mJ/cm^(2)。百皮秒脉冲激光对HgCdTe材料的损伤过程结合了热击穿和光学击穿效应,其独特的毁伤机理加剧了材料的损伤。

摘要： 对不同钝化层结构的分子束外延(MBE)生长的HgCdTe外延材料的Hg空位浓度控制进行研究。获得了更高Hg空位浓度调控范围的外延材料,为后续新型焦平面器件的研发提供基础。研究发现,在热退火过程中,HgCdTe外延材料的Hg空位浓度的变化随着钝化层结构的不同而发生改变。且这种改变是因为HgCdTe表层的钝化层的存在改变了原始热退火的平衡态过程。同时,通过二次离子质谱(SIMS)测试以及相应的理论拟合进行了验证。

摘要： 中波碲镉汞探测器是最常用的高性能制冷型红外焦平面探测器,在多个领域均有广泛应用。中波碲镉汞探测器在实际使用中有一类独立的像元,其电平值比周边像元略低一些,但不满足国标中的盲元判定标准,会影响在光电系统上的使用(称为次级盲元)。依靠人眼判断此类像元不仅耗费大量时间,而且不同人对次级盲元的判断标准不一。针对上述次级盲元不易判断的难题,通过分析人眼对次级盲元的判断过程,使用计算机模拟人的判断,量化了次级盲元的判断标准,并实现了自动识别和统计功能。与原有的人眼判断方式相比,该方法极大地提升了识别的准确度和效率。

摘要： 基于去衬底对提高碲镉汞(MCT)红外焦平面探测器可靠性的重要意义,本文主要从湿法腐蚀液的选择、腐蚀液配比、腐蚀方式、不同厚度衬底的腐蚀对HgCdTe表面形貌的影响以及衬底去除后探测器HgCdTe表面后处理工艺等方面对碲锌镉(CZT)基、砷化镓(GaAs)基大面阵MCT器件衬底全去除进行了研究.确立腐蚀液最优配比,确保CZT、GaAs衬底去除速率在2.5-3μm/min,获得了表面光亮的无衬底MCT器件.器件性能测试结果表明,衬底去除提升了探测器性能,器件经过100次高低温冲击后性能无明显变化.

摘要： 采用突变结近似,对反向偏置下碲镉汞(HgCdTe)环孔PN结耗尽区电容的计算方法进行了分析和讨论,给出了若干条件下的计算结果,表明与有关理论分析的结论是吻合的.

摘要： 针对工程研发中发现的两种碲镉汞中波光导探测器1KHz下噪声在封装前后变化幅度不同的现象,通过改变背景辐射条件测量得到了两种器件的低频噪声频谱.对两种器件的低频噪声频谱分析表明,噪声大的器件在改变背景辐射条件前后都以1/f噪声为主.为探明较大1/f噪声的来源问题,对器件铟金电极的成份做了SIMS测试.分析测试结果发现,噪声性能较差器件的电极中含有大量的杂质铝及锌,表明由于电极成份不纯带来的接触状况不良是造成器件较大低频1/f噪声的原因。

摘要： 文章报道了基于分子束外延碲镉汞(MCT)短/中波双色材料、器件的最新进展.采用分子束外延方法制备出了高质量的短/中波双色碲镉汞材料,并优化了材料质量,材料表面缺陷密度控制在800cm-2以内,通过扫描电子显微镜可以看出各层材料间界面陡峭;使用傅里叶转换红外线光谱分析仪(FTIR)、XRD等方法对材料进行了表征;基于此材料制备出了短/中波碲镉汞组件,并对组件进行了全面的表征,性能良好,成像清晰.

摘要： 报道了碲镉汞(MCT)分子束外延(MBE)的最新研究进展.使用反射式高能电子衍射分析在线监测生长过程,分析HgCdTe材料大缺陷形成原因并提出解决方案,优化了Si基中短波双色HgCdTe材料阻挡层生长工艺,解决了双色HgCdTe材料缺陷较大的问题.获得了具有良好晶体质量的Si基中短波双色HgCdTe材料.双色HgCdTe材料表面缺陷密度控制在2000cm-2以内.使用傅里叶转换红外线光谱分析仪(FTIR)对双色HgCdTe材料进行测试,并通过分析计算获得的红外透过光谱得到各层HgCdTe材料组分与厚度.解决了阻挡层组分与厚度表征困难的问题.

摘要： 为了解决小光敏元器件由于裸露在外的侧面占的比例大,易发生Hg溢出,对器件性能影响大的问题,在芯片制备过程中采用先刻蚀图形,再进行表面和侧面阳极氧化的工艺,制备了器件.本文利用SEM对芯片的侧面钝化效果进行了表征,并对器件进行了真空热浸和紫外光照射实验.SEM分析表明,器件侧面明显变光滑,通过腐蚀和侧面钝化,可以有效去除离子束刻蚀引入的缺陷.真空热浸的实验结果表明,侧面钝化后,器件耐热浸能力变强,小面积器件尤为明显.紫外光照射实验结果表明,经紫外光照射后,常规和侧面钝化器件性能均有所提高,这是因为紫外光照射促进了氧的扩散,减少了由于氧不足造成的氧的空位;同时,臭氧和氧原子的强氧化作用引起侧面的氧化.这些结果可为侧面钝化在短波红外半导体器件方面的应用提供实验基础.

摘要： 采用RIBER Epineat分子束外延系统,采用Ge(211)衬底经过表面处理,在生长腔体进行高温脱氧,As束流保护下进行表面钝化,在250°C采用表面增强(MEE）法生长50周期Zn/Te交替结构,固定生长面为(211）B面,同时抑制晶格失配产生的螺旋位错;在290°C±5°C生长8～10μm的CdTe缓冲层,在183°C±0.5°C生长11μm的MCT薄膜,在原位对MCT薄膜材料进行8周期的热循环退火.

摘要： 采用RIBER Epineat分子束外延系统,采用Ge(211)衬底经过表面处理,在生长腔体进行高温脱氧,As束流保护下进行表面钝化,在250°C采用表面增强(MEE）法生长50周期Zn/Te交替结构,固定生长面为(211）B面,同时抑制晶格失配产生的螺旋位错;在290°C±5°C生长8～10μm的CdTe缓冲层,在183°C±0.5°C生长11μm的MCT薄膜,在原位对MCT薄膜材料进行8周期的热循环退火.

摘要： 采用RIBER Epineat分子束外延系统,采用Ge(211)衬底经过表面处理,在生长腔体进行高温脱氧,As束流保护下进行表面钝化,在250°C采用表面增强(MEE）法生长50周期Zn/Te交替结构,固定生长面为(211）B面,同时抑制晶格失配产生的螺旋位错;在290°C±5°C生长8～10μm的CdTe缓冲层,在183°C±0.5°C生长11μm的MCT薄膜,在原位对MCT薄膜材料进行8周期的热循环退火.

摘要： 采用RIBER Epineat分子束外延系统,采用Ge(211)衬底经过表面处理,在生长腔体进行高温脱氧,As束流保护下进行表面钝化,在250°C采用表面增强(MEE）法生长50周期Zn/Te交替结构,固定生长面为(211）B面,同时抑制晶格失配产生的螺旋位错;在290°C±5°C生长8～10μm的CdTe缓冲层,在183°C±0.5°C生长11μm的MCT薄膜,在原位对MCT薄膜材料进行8周期的热循环退火.

摘要： 本公开提供一种离子注入方法、碲镉汞芯片的制备方法及碲镉汞芯片，所述碲镉汞芯片的制备方法包括：在所述P型碲镉汞衬底上方形成介质膜层；对所述P型碲镉汞衬底和所述介质膜层进行热处理工艺；在所述介质膜层上方形成光刻胶掩膜层，并对所述光刻胶掩膜层进行图案化处理，以在所述光刻胶掩膜层上形成网格状的离子注入窗口；通过所述离子注入窗口，注入高能离子到所述P型碲镉汞衬底表面内，以在所述P型碲镉汞衬底表面内形成N型掺杂区；去除所述光刻胶掩膜层；对所述P型碲镉汞衬底进行热处理工艺。这种方法有效保护注入区内未被高能离子轰击的介质膜层，减少对介质膜层和碲镉汞之间通过热处理形成的良好界面的破坏。

摘要： 本发明提出了一种碲镉汞小线宽腐蚀方法及碲镉汞红外探测器，用以提高小线宽精细结构腐蚀均匀性。碲镉汞小线宽腐蚀方法，包括：将带有光刻胶的碲镉汞芯片曝光后，放入显影池中浸泡在显影液中进行显影；向显影池中注入去离子水，直至将显影池中的显影液全部替换为去离子水；保持碲镉汞芯片浸泡在去离子水中的状态，用第一培养皿将碲镉汞芯片从显影池中取出；保持碲镉汞芯片浸泡在去离子水中的状态，将第一培养皿和碲镉汞芯片一起放入第二培养皿中进行腐蚀；保持碲镉汞芯片浸泡在腐蚀液中的状态，将第一培养皿连同碲镉汞芯片一起从第二培养皿中取出；保持碲镉汞芯片浸泡在腐蚀液中的状态，将第一培养皿连同碲镉汞芯片一起放入水槽中进行清洗。

摘要： 本发明提出了一种硅基碲镉汞红外探测器芯片制备方法，用以改善大面阵芯片的表面翘曲，提高互连成品率。硅基碲镉汞芯片制备方法，包括：针对完成了在碲镉汞膜层表面制备光敏区及金属化操作之后的材料，进行面型测试确定待制备芯片弯曲的第一曲率半径；根据确定出的第一曲率半径，确定待制备的目标膜层的第一应力；根据待制备的目标膜层的第一应力，确定制备所述目标膜层的第一工艺参数和/或第一厚度；根据确定出的第一工艺参数和第一厚度，在所述材料上生长所述目标膜层。

摘要： 本发明公开了一种用于腐蚀碲镉汞表面碲化镉CdTe薄膜的腐蚀液及腐蚀方法。用于腐蚀碲镉汞表面碲化镉CdTe薄膜的腐蚀液，包括：作为溶剂的水H2O、以及溶于所述H2O的溶质，溶质包括碘化钠NaI和氯化氢HCl。采用本发明，腐蚀液可以与CdTe在常温下发生化学反应，实现对碲镉汞表面的CdTe薄膜的常温腐蚀，整个反应过程速率慢、且无发热，可以实现对腐蚀度的精确控制，腐蚀液的配置简单且成分便宜、容易获取，大大降低了腐蚀成本，而且腐蚀后也容易清洗。

摘要： 本发明涉及一种碲镉汞芯片退火装置、碲镉汞芯片退火方法，其中碲镉汞芯片退火装置包括：底座，底座上设置有第一支撑臂、第二支撑臂，第一支撑臂、第二支撑臂以及底座形成了容纳腔；盖板，盖板设置在第一支撑臂和第二支撑臂远离底座的一侧，分别与第一支撑臂和第二支撑臂连接，用于覆盖容纳腔；放置盘，放置盘设置在远离底座一侧，放置盘用于放置待退火碲镉汞芯片，通过在容纳腔上设置盖板与放置盘，并通过放置盘来放置待退火的碲镉汞芯片，进而使得退火炉膛内的温度可以均匀的传导到放置盘上，进而使得放置盘上的待退火碲镉汞芯片能够均匀散热，避免了碲镉汞芯片不同位置的温度有一定的差异，进而影响碲镉汞芯片的退火效果的问题。

摘要： 本发明提出了一种碲镉汞小线宽腐蚀方法及碲镉汞红外探测器，用以提高小线宽精细结构腐蚀均匀性。碲镉汞小线宽腐蚀方法，包括：将带有光刻胶的碲镉汞芯片曝光后，放入显影池中浸泡在显影液中进行显影；向显影池中注入去离子水，直至将显影池中的显影液全部替换为去离子水；保持碲镉汞芯片浸泡在去离子水中的状态，用第一培养皿将碲镉汞芯片从显影池中取出；保持碲镉汞芯片浸泡在去离子水中的状态，将第一培养皿和碲镉汞芯片一起放入第二培养皿中进行腐蚀；保持碲镉汞芯片浸泡在腐蚀液中的状态，将第一培养皿连同碲镉汞芯片一起从第二培养皿中取出；保持碲镉汞芯片浸泡在腐蚀液中的状态，将第一培养皿连同碲镉汞芯片一起放入水槽中进行清洗。

摘要： 本公开提供一种离子注入方法、碲镉汞芯片的制备方法及碲镉汞芯片，所述碲镉汞芯片的制备方法包括：在所述P型碲镉汞衬底上方形成介质膜层；对所述P型碲镉汞衬底和所述介质膜层进行热处理工艺；在所述介质膜层上方形成光刻胶掩膜层，并对所述光刻胶掩膜层进行图案化处理，以在所述光刻胶掩膜层上形成网格状的离子注入窗口；通过所述离子注入窗口，注入高能离子到所述P型碲镉汞衬底表面内，以在所述P型碲镉汞衬底表面内形成N型掺杂区；去除所述光刻胶掩膜层；对所述P型碲镉汞衬底进行热处理工艺。这种方法有效保护注入区内未被高能离子轰击的介质膜层，减少对介质膜层和碲镉汞之间通过热处理形成的良好界面的破坏。

摘要： 本发明提出了一种硅基碲镉汞红外探测器芯片制备方法，用以改善大面阵芯片的表面翘曲，提高互连成品率。硅基碲镉汞芯片制备方法，包括：针对完成了在碲镉汞膜层表面制备光敏区及金属化操作之后的材料，进行面型测试确定待制备芯片弯曲的第一曲率半径；根据确定出的第一曲率半径，确定待制备的目标膜层的第一应力；根据待制备的目标膜层的第一应力，确定制备所述目标膜层的第一工艺参数和/或第一厚度；根据确定出的第一工艺参数和第一厚度，在所述材料上生长所述目标膜层。

摘要： 本发明公开了一种大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片的应力释放方法及碲镉汞焦平面探测器芯片，本发明通过在大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片上刻蚀浅槽，通过隔离槽将大面阵芯片“分割”为多个小面阵区域，小面阵的面积变小，应力降低；同时可以随浅沟槽自由伸缩释放应力，避免芯片碎裂。

摘要： 本发明公开了一种用于腐蚀碲镉汞表面碲化镉CdTe薄膜的腐蚀液及腐蚀方法。用于腐蚀碲镉汞表面碲化镉CdTe薄膜的腐蚀液，包括：作为溶剂的水H2O、以及溶于所述H2O的溶质，溶质包括碘化钠NaI和氯化氢HCl。采用本发明，腐蚀液可以与CdTe在常温下发生化学反应，实现对碲镉汞表面的CdTe薄膜的常温腐蚀，整个反应过程速率慢、且无发热，可以实现对腐蚀度的精确控制，腐蚀液的配置简单且成分便宜、容易获取，大大降低了腐蚀成本，而且腐蚀后也容易清洗。