Au／CdTe＋ZnS／HgCdTe双层介质膜MIS器件的制备及研究

通过介质膜ZnS、CdTe薄膜材料的Ar^ 束溅射沉积研究,结合HgCdTe器件工艺,成功制备了以ZnS、CdTe双层介质膜为绝缘层的HgCdTe MIS器件;通过对器件的C－V特性实验分析,获得了CdTe/HgCdTe界面电学特性参数。实验表明：溅射沉积介质膜CdTe ZnS对HgCdTe的表面钝化已经可以满足HgCdTe红外焦麦面器件表面钝化的各项要求。     

长波碲镉汞材料阳极氧化膜/ZnS界面的电学特性参数

通过碲镉汞阳极氧化膜和磁控溅射ZnS膜,结合HgCdTe器件工艺,成功制备了以阳极氧化膜和磁控溅射ZnS双层钝化膜为绝缘层的“长波弱P”型HgCdTe MIS器件.通过对器件的C-V特性实验分析,获得了长波HgCdTe材料的阳极氧化膜/ZnS界面电学特性参数.并通过获得的界面参数,计算了阳极氧化和ZnS的双层钝化膜的表面复合速度.并对MIS器件的变温C-V特性进行了实验和分析.     

不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制

在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种光伏探测器,对器件的性能进行了测试,发现双层钝化的器件具有较好的性能.通过理论计算,分析了器件的暗电流机制,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流.通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高表面隧道电流的原因.     

MBE原位碲化镉钝化的碲镉汞长波光电二极管列阵

采用分子束外延(MBE)技术在表面生长碲化镉(CdTe)介质膜的p型碲镉汞(HgCdTe)材料,并通过离子注入区的光刻、暴露HgCdTe表面的窗口腐蚀、注入阻挡层硫化锌(ZnS)的生长、形成p-n结的B+注入、注入阻挡层的去除、绝缘介质膜ZnS的生长、金属化和铟柱列阵的制备等工艺,得到了原位CdTe钝化的n+-on-p...     

CdTe/ZnS复合钝化层对长波碲镉汞器件性能的影响研究

采用CdTe/ZnS复合钝化技术对长波HgCdTe薄膜进行表面钝化,并对钝化膜生长工艺进行了改进。采用不同钝化工艺分别制备了MIS器件和二极管器件,并进行了SEM、C-V和I-V表征分析,研究了HgCdTe/钝化层之间的界面特性及其对器件性能的影响。结果表明,钝化工艺改进后所生长的CdTe薄膜更为致密且无大的孔洞,CdTe/HgCdTe界面晶格结构有序度获得改善;采用改进的钝化工艺制备的MIS器件C-V测试曲线呈现高频特性,界面固定电荷面密度从改进前的1.671011 cm-2下降至5.691010 cm-2;采用常规钝化工艺制备的二极管器件在较高反向偏压下出现较大的表面沟道漏电流,新工艺制备的器件表面漏电现象获得了有效抑制。     

HgCdTe钝化过程中形成的镶嵌结构及其热处理效应

通过高分辨X射线衍射仪中的二维点阵研究了溅射的CdTe介质膜对HgCdTe外延层的影响.发现在高溅射能量下沉积的钝化膜由于应力的作用,HgCdTe晶片出现弯曲及大量镶嵌结构,而这种镶嵌结构可通过合理的热处理工艺消除.     

不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制

在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层（CdTe+ZnS）钝化的两种光伏探测器,对器件的性能进行了测试,发现双层钝化的器件具有较好的性能．通过理论计算,分析了器件的暗电流机制,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流．通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高表面隧道电流的原因．     

HgCdTe阳极硫化+ZnS钝化膜表面与界面的研究

报道了HgCdTe阳极硫化+ZnS钝化膜表面与界面X射线光电子能谱(XPS)的研究及结果.系统地介绍了HgCdTe阳极硫化+ZnS钝化膜的制备,Br2-CH3OH与HgCdTe化学抛光的反应过程,阳极硫化的化学组成及生长机制.阐述了该钝化结构不同深度的组分分布及其对HgCdTe光伏器件电学特性的影响.     

HgCdTe钝化过程中形成的镶嵌结构及其热处理效应

通过高分辨X射线衍射仪中的二维点阵研究了溅射的CdTe介质膜对HgCdTe外延层的影响．发现在高溅射能量下沉积的钝化膜由于应力的作用,HgCdTe晶片出现弯曲及大量镶嵌结构,而这种镶嵌结构可通过合理的热处理工艺消除．     

碲镉汞红外焦平面器件表面复合膜层钝化技术

碲镉汞(Hg1-xCdxTe)红外器件的制备过程中,表面钝化工艺对于器件性能具有很大影响。通过实验,研究了溅射功率、靶基距、基片摆动角度等工艺参数对碲镉汞衬底上制备的CdTe/ZnS复合钝化膜层质量的影响。实验结果表明,当CdTe与ZnS溅射靶功率分布为140 W与350 W,靶基距为40cm,基片摆动角度为±30°时,中心2英寸区域膜层非均匀性达到±3%以内,同时钝化膜层表面粗糙度与附着能力获得了较大改善。     

分子束外延的CdTe在碲镉汞中波器件中钝化效果

采用分子束外延技术（MBE）制备了碲化镉（CdTe）原位钝化的中波碲镉汞（HgCdTe）材料。原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明,分子束原位外延的CdTe可见cross-hatch,表面粗糙度为1～2 nm,CdTe和HgCdTe界面结合紧密。微波光导测试结果显示,77 K时,与表面处理后非原位CdTe钝化的HgCdTe材料相比,CdTe原位钝化的HgCdTe材料的少子寿命较大。制备了分子束外延CdTe原位钝化的中波HgCdTe光伏器件,和相同材料上的非原位CdTe/ZnS双层钝化制备的器件I-V特性相似。     

碲镉汞光伏探测器的变面积表面钝化研究

利用同一片碲镉汞材料制备了由单层ZnS和双层CdTe/ZnS作钝化膜的变面积光伏探测器,对两种钝化膜结构的变面积器件进行了对比研究.通过分析两种器件的电流-电压(I-V)特性曲线以及零偏电阻-面积乘积(RoA)与周长-面积比(p/A)的关系曲线,发现ZnS钝化的器件具有较大的表面漏电流;通过分析两种器件的电流噪声与暗电流的关系,发现ZnS钝化的器件的噪声特性较接近散粒噪声,CdTe/ZnS双层钝化的器件则表现出较好的基本1/f噪声特性,使得器件噪声要小于单层ZnS钝化的器件.     

CdTe/ZnS双层钝化碲镉汞长波探测器制备的研究

开展了CdTe/ZnS双层钝化碲镉汞长波探测器制备的研究。CdTe钝化膜经退火热处理后,可实现CdTe/MCT界面的互扩散,并改善CdTe钝化膜的质量。通过全湿法腐蚀方法完成了金属化开口,制备了长波碲镉汞600×18@15 μm规格线列和640×512@15 μm规格面阵。线列I-V测试表明:CdTe/ZnS双层钝化膜能有效地减少长波碲镉汞器件的表面漏电流,器件的反向结特性良好。面阵在77K测试:NETD 26.7 mK,有效像元率95.4%,并对室温目标进行了凝视成像。测试过程出现了4%左右由噪声引起的零散盲元,是由芯片面阵局部钝化失效引起的,表明钝化膜沉积工艺及芯片加工工艺尚有改进的空间。     

碲镉汞光伏探测器的变面积表面钝化研究

利用同一片碲镉汞材料制备了由单层ZnS和双层CdTe/ZnS作钝化膜的变面积光伏探测器,对两种钝化膜结构的变面积器件进行了对比研究.通过分析两种器件的电流-电压(I-V)特性曲线以及零偏电阻-面积乘积(RoA)与周长-面积比(p/A)的关系曲线,发现ZnS钝化的器件具有较大的表面漏电流;通过分析两种器件的电流噪声与暗电流的关系,发现ZnS钝化的器件的噪声特性较接近散粒噪声,CdTe/ZnS双层钝化的器件则表现出较好的基本1/f噪声特性,使得器件噪声要小于单层ZnS钝化的器件.     

基于栅控二极管研究碲镉汞器件表面效应

采用不同工艺生长了CdTe/ZnS复合钝化层,制备了相应的长波HgCdTe栅控二极管器件并进行了不同条件下I-V测试分析.结果表明,标准工艺制备的器件界面存在较高面密度极性为正的固定电荷,在较高的反偏下形成较大的表面沟道漏电流,对器件性能具有重要的影响.通过钝化膜生长工艺的改进有效减小了器件界面固定电荷面密度,使HgCdTe表面从弱反型状态逐渐向平带状态转变,表面效应得到有效抑制,器件反向特性获得显著改善.此外,基于最优的工艺条件制备的器件界面态陷阱数量得到大幅降低,器件稳定性增强;同时器件R_0A随栅压未发生明显地变化.     

Hg1-xCdxTe光伏探测器的钝化研究

用倒易二维点阵对HgCdTe光伏探测器钝化及其热处理行为进行了研究,发现测射沉积的钝化膜会引起HgCdTe的晶面弯曲,严重的会出现晶面扭曲和mosaic结构,而钝化后的热处理能改善MCT晶体的完整性,在不同的钝化介质层钝化MCT的研究中发现,ZnS钝化层在高温下并不稳定,而CdTe钝化层却能保持较高的耐温性能。     

中波碲镉汞/钝化层界面电学特性研究

HgCdTe表面/界面特性对器件性能具有重要的影响,表面/界面的状态主要依赖于表面处理和钝化工艺。采用Br2/CH3OH腐蚀液对液相外延(LPE)生长的中波HgCdTe薄膜进行表面处理后,使用Cd Te/Zn S复合钝化技术进行表面钝化,制备了相应的MIS器件并进行器件C-V测试。结果表明,HgCdTe/钝化层界面固定电荷极性为正,面密度为2.1×1011 cm-2,最低快界面态密度为1.43×1011 cm-2·e V-1,在10 V栅压极值下慢界面态密度为4.75×1011 cm-2,较低的快界面态密度体现出了CdTe/ZnS复合钝化技术的优越性。     

Hg1-xCdxTe长波光伏探测器的低频噪声研究

在同一Hg1-xCdxTe晶片上（x=0．217）制备了单层ZnS钝化和双层（CdTe＋ZnS）钝化的两种器件,对器件的低频噪声和暗电流进行了测试．发现单层钝化的器件在反偏较高时具有较高的低频噪声,在对器件的暗电流拟合计算中发现,单层钝化的器件具有较大的表面隧道电流,而这正是单层钝化器件具有较高低频噪声的原因．并通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术RSM（reciprocal space mapping）研究了两种钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高的低频噪声和表面隧道电流的原因．     

碲镉汞物理与化学钝化界面的AES研究

采用化学和物理方法分别在Hg1-xCdxTe (MCT)表面制备了阳极氟化膜、CdTe、ZnS和类金刚石薄膜(DLC)钝化层.采用俄歇光谱(AES)和红外透射光谱(IR)研究了这些钝化层与MCT之间的界面特性.结果表明与阳极氟化膜和CdTe膜相比,ZnS和DLC膜能较好地抑制MCT组元的外扩散.ZnS层中的Zn和S 易于向MCT内部扩散,而且发现在ZnS层中有O的存在,这可能是由于ZnS易与空气中水份发生作用所致.而DLC中C向MCT内表面扩散较少.MCT表面沉积DLC薄膜后红外透过率较ZnS有明显的提高.     

n-HgCdTe光导器件的两种表面钝化研究

利用 Ar 束溅射沉积技术实现了 Cd Te薄膜的低温生长 ,利用电化学方法进行了 Hg Cd Te表面自身阳极氧化膜的生长 ,利用生长的 Cd Te介质膜和 Hg Cd Te表面自身阳极氧化膜对 n- Hg Cd Te光导器件进行了表面钝化 .对两种器件的电阻、各项性能指标进行了测量分析 ,实验表明得到的 Cd Te/ Hg Cd Te界面质量已达到器件实用化水平 .