光学浸没型双色HgCdTe光导探测器

本文利用光学浸没原理以及叠层双色探测器工作原理,研制出浸没型3μm～5μm,8μm～12μm双色HgCdTe光导探测器.3μm～5μm探测器峰值探测率可达10~(11)cmHz~(1/2)/W;8μm～14μm探测器峰值探测率达7.0×10~(10)cmHz~(1/2)W.峰值响应率可达10~3V/W.     

具有宽带响应的GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器

报道具有宽带响应的130元线列GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的研究进展.通过表面光栅耦合,采用垂直入射的工作模式,在T=80K时测得器件探测率的光谱响应曲线的半峰宽为4.3μm.在λ_p=9.5μm时的峰值探测率为4.89×10~9cmHz~(1/2)/W,电压响应率为2.89×10~4V/W.     

双色红外探测器研究

为适应遥感、遥测及精确制导技术的发展,我们已研制出一定性能的CdS/HgCdTe(0.3～0.5μm/3～5μm)、Si/InSb(0.3～1.05μm/3～5μm)、Si/HgCdTe(0.3～1.05μm/3～5μm)、HgCdTe/LiTaO_3(3～5μm/8～14μm)、HgCdTe/HgCdTe(3～5μm/8～14μm)等多种双色红外探测器。其中HgCdTe/HgCdTe(3～5μm/8～14μm)光导双色探测器的峰值探测率D~*(5.1,980,1)=2.1×10~(10)cmHz~(1/2)/W,D~*(9.8,980,1)=8.1×10~9cmHz~(1/2)/W, 峰值响应率R(5.1,980,1)=1.3×10~4V/W,R(9.8,980,1)=373V/W。文中介绍了双色探测器的设计、结构、制备及器件的性能水平。     

两种新型红外探测器

华北光电技术研究所近期研制成下述两种红外探测器: 1.碲锡铅异质结红外探测器 这是以碲锡铅晶体作衬底、用液相“异质结”外延技术制成的红外探测器。响应波长为8～12μm,适于室温目标的探测、成象。可应用于红外前视、医用热成象、遥感、跟踪、污染监控等方面。该器件的探测率D一般大于1×10~(10)cm·Hz 1/2/W,最高的D≥4～5×10~(10)cm·Hz 1/2/W;峰值波长λ_p≥10μm。经     

InAsPSb/InAs中红外光电探测器

本文报告了采用外延工艺研制的InAsPSb/InAs中红外(1—3.2μm)光电探测器.该器件为台面型结构,响应波长与氟化物光纤的低损耗窗口相匹配,在室温零偏压条件下峰值探测率达4×10~9cmHz~(1/2)/W,瞬态响应时间为1.2ns(FWHM).     

新型Ge_xSi_(1-x)/Si异质结远红外探测器

用分子束外延技术结合硅平面工艺研制成了Ge_xSi_(1-x)/Si异质结远红外探测器。测试结果表明,界面势垒高度低于0.09eV,预计对应的工作波长可从2μm到12μm以上。50K时的探测率(黑体_(873k)~*)优于2×10~8cm·Hz~(1/2)/W,30K为6×10~8cmHz~(1/2)/W,对500K黑体,30K工作温度下D_(500k)~*为1.6×10~8cm·Hz~(1/2)/W。由于探测器为宽带型,虽然峰值D~*并不很高,但在30℃的环境辐射背景下,对人体温度的辐射也有较强烈的响应。     

7μmGaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器

利用GaAs(51(?))/Al_(0.36)Ga_(0.64)As(200(?))多量子阱结构实现了黑体辐射的探测,探测器的峰值波长为7μm,77K温度下D~*达到1.09×10~9cm·Hz~(1/2)·W~(-1),电压响应率为2.5×10~4V·W~(-1).     

"风云二号"卫星用水汽/热红外双波段探测器

报导了我国第一颗静止气象卫星"风云二号"卫星多通道扫描辐射计中使用的水汽/热红外双波段6.3～7.6μm、10.5～12.5μm四元碲镉汞红外探测器性能.探测器工作温度T=100K时,热红外波段探测率D*(10.5～12.5)为3.4×1010cmHz1/2/W,波段响应率R(10.5～12.5)为3.0×104(V/W);水汽波段探测率D*(6.3～7.6)为1.1×1011cmHz1/2/W,波段响应率R(6.3～7.6)为6.1×104(V/W).探测器经过环境应力筛选,密封筛选,电应力筛选,抗太阳辐照试验,电子、质子辐照试验以及高真空、低温工作寿命试验,获得了探测器可靠性寿命数据,器件失效率小于7.5×10-6/h.     

一种能探测微光的硅光敏器件

本文详细介绍了一种灵敏度很高的硅的微光探测器件.这种光电探测器是利用我们提出的注入光敏器件原理制成的.它的灵敏度高达10-10~2mA/Lx,峰值波长(λ_p=870nm)处的探测率为 2.5 × 10~(12)W~(-1).     

长波大面积HgCdTe光导红外探测器的研究

研制的长波大面积HgCdTe光导红外探测器的面积为2.1×2.1mm~2,在80K时探测率D_p~*=1.86×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),响应率R_p=386VW~(-1),长波限λ_(co)(50%)>18μm.还研制了带有低温聚光器组合件结构的新型探测器,D_p~*=7.3×10~(10)cmHz~(1/2)W~(-1),λ_(co)(50%)>16μm.     

长波双色Al_xGa_(1-x)As/GaAs量子阱红外探测器的研制

介绍了长波双色AlxGa1-xAs/GaAs多量子阱红外探测器单元的设计、制作和测试。器件光敏面面积为300μm×300μm,光吸收峰值波长分别为10.8、11.6μm;采用垂直入射光耦合的工作模式,65K温度2V偏压下,两个多量子阱区的暗电流分别为4.23×10-6、4.19×10-6A;黑体探测率分别为1.5×109、6.7×109cm.Hz1/2/W;响应率分别为0.063、0.282A/W。GaAs基量子阱红外探测器(QWIP)材料生长和加工工艺成熟、大面积均匀性好、成本低、不同波段之间的光学串音小,使得AlGaAs/GaAsQWIP在制作多色大面阵方面具有明显的优势。     

P型硅光电二极管的特性

本文报导了一种光照面积为φ2.5mm 的 P 型硅光电二极管的制造和电学特性。在0.9μm 的峰值波长时,电流灵敏度为0.5μA/μW。器件最小可探测功率可达3.6×10~(-9)W。由于采用保护环结构,使得其暗电流较小,器件的稳定性和可靠性都相当好。     

128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱长波红外焦平面阵列

研制了128×160元GaAs/AlGaAs多量子阱红外焦平面阵列，它是目前国内报道的最大像元数的量子阱红外焦平面阵列. 77K时，器件的平均黑体响应率Rv＝2.81e7V/W,平均峰值探测率Dλ=1.28e10cm·W-1·Hz1/2，峰值波长λp=8.1μm，器件的盲元率为1.22%.     

512×512元PtSi肖特基势垒IR CCD图像传感器

研制了隔行扫描单片式内线转移结构512×512元PtSi肖特基势垒红外电荷耦合器件(CCD)。器件采用最小2μm设计规则,两层多晶硅结构。器件的像元尺寸为36μm(H)×34μm(V),填充系数为40％。器件工作在80K温度下。在阵列帧频为30帧每秒及镜头为 F/1条件下,器件噪声等效温差为0.15K。用1000K黑体测得其探测率D~*为1×10~(10)cm·Hz~(1/2)/W。对器件设计及性能测试结果进行了介绍。     

0.4～1.1μm台式达通型硅雪崩光电探测器(SPD-032)

本文介绍用镓磷硼扩散法首次研制成功的台式达通型硅雪崩光电探测器。该器件的响应波长范围为0.4～1.1μm。它在1.06μm和0.9μ处,量子效率分别为20％和80％。其响应度一般不低于20A/W,最高可达30A/W和80A/W,其等效噪声功率分别为(1～2)× 10~(-14)W/Hz~(1/2)和(2～3)×10~(-15)W/Hz~(1/2)。光敏面积直径为0.8mm,可在-40～70℃的温度范围内工作。该器件主要是为各种激光接收系统而研制的。经多方使用证明,其探测性能极为优异,已装配出最低可探测功率为10~(-9)W量级、折合可探测回波光子约为780个的小型激光测距机。该器件以及用它装成的组件SPD-052完全可以与美国RCA公司产品C30817及C30950E相比。     

带耦合光栅的量子阱红外探测器研制

报导了带二维衍射光栅的 12 8元线列GaAs/AlGaAs多量子阱长波红外焦平面探测器的研究成果。探测器光吸收峰值波长λP=8.9μm ,采用垂直入射光耦合的工作模式 ,在 80K工作温度下其平均黑体电压响应率为 2 .75× 10 4 V/W ,平均黑体探测率为 2 .5 2× 10 9cmHz1/ 2 /W ;电压响应率和探测率的非均匀性分别 5 .2 %和 8.3%。 12 8元线列探测器与 6 4元CMOS读出电路对接后与光学系统、扫描系统、数据采集系统和图像显示系统等组成红外成像演示系统 ,实验室获得了清晰的人体手部热像和余热图像     

非制冷型InAsSb光探测器在8～9μm波长的性能提高

研究提高非制冷型铟砷锑(InAsSb)光子探测器在8～9μm波长的灵敏度。用 熔体外延(ME)技术在砷化铟(InAs)衬底上生长了长波长InAsSb厚外延膜,外延层 厚达到50 μm。X-射线衍射(XRD)谱测量表明,外延层为高质量单晶。电子探针 微分析(EPMA)组份分布图像显示,Sb在外延层中的分布比较均匀。用该材料制作了 光导探测器,在探测器上安装了锗(Ge)浸没透镜。非制冷条件下,器件的光谱响应证 明,InAs0.06Sb0.94探测器在波长8.0μm及9. 0μm处的 探测率D*分别为1.30×10⁹cm·Hz 1/2·W－1 及0.28×10⁹cm·Hz1/2·W－1,比InAs0.02 Sb0.98探测器提高了1个数量级,这是由于 InAs0.06Sb0.94材料中As组份的增加引起的。而在波长6.5 μm 处,InAs0.06Sb0.94和 InAs0.02Sb0.98的峰值探测率Dλp均达大于1.00×10 ⁹cm·Hz1/2·W－1,可应用在红外探测和成像领域。     

背照式InGaN紫外探测器的制备与数值模拟

研究了背照式InGaN p-i-n结构的紫外探测器的制备与数值模拟.通过低压金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长p-GaN/i-InGaN/n-GaN外延片,采用标准的Ⅲ-Ⅴ族器件制备工艺,成功制备出p-i-n结构的InGaN紫外探测器.探测器台面半径为30 μm,在-5V偏压下暗电流为-6.47×10 1 2 A,对应的电流密度为2.29×10-7 A/cm2.该探测器响应波段为360～380 nm,在371 nm处达到峰值响应率为0.21 A/W,对应的外量子效率为70％,内量子效率为78.4％.零偏压下,优值因子R0A=5.66×107 Ω·cm2,对应的探测率D* =2.34×1013 cm·Hz1/2·W-1.同时,利用Silvaco TCAD软件进行数值模拟,响应率曲线仿真值与实验值拟合较好.     

集成式HgCdTe红外双色探测器列阵

首次报道了集成中波 1/中波 2 (MW1/MW2 )的HgCdTe红外双色探测器的材料生长、器件制备及其性能 .采用分子束外延 (MBE)技术 ,生长了p p P N型Hg1-xCdxTe多层异质结材料 .通过B+ 注入、台面腐蚀、爬坡金属化、台面侧向钝化及互连等工艺 ,得到了 80元的原理型HgCdTe红外双色探测器 .纵向上背靠背的 2个光电二极管分别有电极输出 ,确保了空间上同步和时间上同时的探测 ,并能独立地选择最佳工作偏压 .它适于常规的背照射工作方式 ,且有大的空间填充因子 .在液氮温度下 ,2个波段的光电二极管截止波长λc 分别为 3.0 4 μm和 5 .74 μm ,对应的R0 A值为 3.85× 10 5Ωcm2 和 3.0 2× 10 2 Ωcm2 .测得MW1、MW2的峰值探测率Dλp 分别为 1.5 7× 10 11cmHz1/2 /W和 5 .6 3×10 10 cmHz1/2 /W .得到 2个波段的光谱响应 ,且MW2光电二极管的光谱串音为 0 .4 6 % ,MW1光电二极管的光谱串音为 6 .34% .     

中波-长波双色量子阱红外探测器

采用n型掺杂的AlGaAs/GaAs和AlGaAs/InGaA多量子阱材料,基于MOCVD外延生长技术,利用成熟的GaAs集成电路加工工艺,设计并制作了不同结构的中波-长波双色量子阱红外探测器(QWIP)器件,器件采用正面入射二维光栅耦合,光栅周期设计为4μm,宽度2μm;对制作的500μm×500μm大面积双色QWIP单元器件暗电流、响应光谱、探测率进行了测试和分析。在-3V偏压、77K温度和300K背景温度下长波(LWIR)和中波(MWIR)QWIP的暗电流密度分别为0.6、0.02mA/cm2;-3V偏压、80K温度下MWIR和LWIR QWIP的响应光谱峰值波长分别为5.2、7.8μm;在2V偏压、65K温度下,LWIR和MWIR QWIP的峰值探测率分别为1.4×1011、6×1010cm.Hz1/2/W。