美国霍尼威尔公司单元和多元光导碲镉汞探测器

测试条件和性能参数:D_λ~*是在11.5±1微米峰值波长、10千赫频率、60°视场、300K背景温度和77K工作温度下测量的。探测器阻抗≥10欧,光导时间常数=500毫微秒。窗口材料为Irtran Ⅱ(8～14微米)。探测器尺寸误差±10％～±7.5％、所列性能包括窗口损耗。可以订制高或低D~*、非标准尺寸、阵列、不同频率(小尺寸器件可低达500赫)、不同视场、不同截止波长器件。     

国内外简讯

美国Infrared Associates公司生产了军用和民用双色探测器。它们是夹层结构,对相邻的不同光谱区响应。上层部件InSb对1～5.5微米的辐射响应,下层部件HgCdTe通过上层部件接收5.5～12微米的辐射。下层部件亦可调到对14微米以外的波段响应。该公司已制造和提供了一些响应波段在16微米以外的器件供分光计和其他科学仪器使用。它们也用在辐射测量和环境遥感方面。从附图可以看出,两个器件起透和截止波长均很陡。     

5微米碲镉汞光伏探测器与电荷耦合器件多路传输装置的直接耦合

本文报导了5微米光伏碲镉汞探测器和电荷耦合器件多路传输装置的直接耦合实验。于77K工作的光电二极管在经过电荷耦合器件多路传输装置之后,没有测出信/噪比下降的情况,D_(λ峰值)~*=1.6×10~(11)厘米赫~(1/2)/瓦(背景限),测试条件:背景辐照为300K,视场为180°,调制频率为723赫。     

关于研制碲镉汞晶体的几点简单讨论

碲镉汞(有时写作Hg_(1-x)Cdx Te,以下简写为MCT)是目前制作峰值响应在3～5微米,特别是在8～14微米大气透射窗口的红外探测器的重要材料。用它可以制备出响应速度快、探测率高的探测器。探测器的截止波长λ_c与禁带宽度E_g有着直接的联系:     

10.6微米固态微波偏压光电导探测器的组装系统

本文介绍用于10.6微米辐射的全固态灵敏接收器的研究。此接收器由射频偏压锗掺汞光电探测器和固态微波组件组成,它包括探测系统及微波偏压源(变换式电子振荡器)。调制频率为1千赫时,光电探测器的响应度为9.6×10~3伏/瓦,在光功率1微瓦时测得的光电导响应时间为7毫微秒。调制频率高于1.5兆赫时,探测器系统受放大器噪声限制,其噪声指数为8.5分贝。探测器在4°K 的噪声等效功率NEP(10.6微米、1.5兆赫、1赫)和探测度 D~*(10.6微米、1.5兆赫、1赫)分别为2.5×10~(-13)瓦(赫)~(-1/2)及4.15×10~(10)厘米(赫)1/2/瓦。     

全国红外器件材料经验交流会资料简介

1 浸没型硫化铅红外探测器沈阳冶炼厂该探测器为室温工作的光导器件。工作面积1×1毫米~2。主要性能指标: 暗阻在0.1～1.5兆欧范围内; 探测度D~*(500K、800、1)在1.5～2.7×10~9厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。光谱分布1.2～2.6微米,峰值波长2.2～2.4微米。用不锈钢密封,经少量例行实验,从初步结果看,元件性能较稳定,可满足制导、跟踪及自动控制系统、测温等各种     

溅射的碲镉汞光电二极管

在汞等离子体装置中进行三极溅射制成了红外(Hg,Cd)Te光电二极管探测器。采用共溅射技术,用加偏压的金属(金或铝)辅助靶,形成了p型和n型材料。用此法制得了2～14微米光谱区的高灵敏的异质结和同质结二极管。在10.6微米时,约2×10~(-3)厘米面积的光电二极管工作于77K时,呈现的比探测度D_λ~*(10.6,900赫,1赫)为1.5～4×10~(10)厘米·赫~(1╱2)瓦~(-1),零偏压下的电阻-面积乘积在1.2～3欧·厘米~2,外量子效率为55～60％。在10~5赫频率下测得的噪声电平约10~(-9)伏·赫~(-1╱2)。     

非本征硅探测器电离能最佳值测定

红外(热)成象是电荷耦合器件应用的一个重要领域,因为电荷耦合器件提供了相当容易地与大量探测器结合的可能,因而有可能消除或减少机械扫描。在这方面非本征硅红外探测器有特殊的意义。本文理论计算出作为截止波长函数,也即作为掺杂电离能函数时非本征硅探测器的性能。发现工作于3～5微米或8～14微米波段有一个最佳电离能,它等效于截止波长并趋于短波端。在77K工作时,对3～5微米波段,最佳截止波长大约是3.6微米(0.34电子伏),对8～14微米波段大约是10微米(0.12电子伏)。计算认为,在其它条件相同情况下,使用具有最佳截止波长的杂质时,在3～5微米波段与掺铟比较,可以使M~*增加约10~4倍;在8～14微米波段与掺镓比较,可以使M~*增加大约10倍。     

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% .     

碲镉汞光电导探测器的探测度与其厚度的关系

本文主要叙述利用碲溶剂法生长的Hg_(0.805)Cd_(0.195)Te晶体材料制备成8～14微米的光电导探测器样品。通过适当的表面处理并逐渐减薄厚度,得到探测器的探测度D_λ~＊和器件厚度d的依赖关系。其实验结果与理论计算是比较吻合的。在我们的实验里,探测器的探测度对应的最佳厚度在15微米至24微米之间,不同样品的最佳厚度所对应的探测度是不一样的。通过这一试验,我们获得了高性能的光电导探测器样品,D_λ~＊=3～5×10~(10)厘米·赫~(1/2)瓦~(-1),响应率(?)_ λ>10~3伏·瓦~(-1)。     

制作红外探测器阵列的一种新方法——在蓝宝石衬底上外延HgCdTe

利用体晶 CdTe 衬底外延 HgCdTe 有某些局限性,例如晶片大小、易碎性及均匀性,都对外延生长 HgCdTe 有影响,因此研制出一种 CdTe 的代用衬底。本文就介绍这种 CdTe/蓝宝石混合衬底的合成方法及其某些特性,并介绍在这种衬底上液相外延(LPE)生长 HgCdTe 薄膜和器件的特性。与用 CdTe 衬底生长 HgCd-Te 制作的器件相比,在 CdTe/蓝宝石上 LPE 生长的 HgCdTe 薄膜制作的器件,在低温中波红外(MWIR)焦平面上有极好的电学和光学性质,而且二极管间的 D也极为一致。二极管的电阻与面积乘积的典型值,在195K(截止波长λ_c=4.2μm)时为≥10Ωcm~2;在120K(λ_c=4.45μm)时为≥3×10~4Ωcm~2,在77K(λ_c=4.6μ-m)时为≥1×10~6Ωcm~2。不加增透膜其典型量子效率为60—80%。对1024元 MW-IR 混合焦平面阵列的探测度进行分析表明:即使在小量到中等光子背景(高的光子背景是10~(12)光子 cm~(-2)s~(-1)条件下,不合格元件的数量不到5%。     

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。     

用电子束微探针测定Cd_xHg_(1-x)Te的均匀度和克分子浓度x

1.引言除其它半导体材料外,Cd_xHg_(1-x)Te因质优而可制作高品质红外光子探测器。探测度D_λ~*≥1×10~(10)厘米·赫~(1/2)·瓦~(-1)(λ=10微米)、时间常数τ≤1微秒的探测器,工作温度T=77K时,得用载流子浓度n<10~(15)厘米~(-3)、霍尔迁移率μ_H>100000厘米~2·     

1～3微米光谱区用(Hg,Cd)Te光电二极管激光接收器

各种组分的(Hg,Cd)Te灵敏高速光电二极管探测器已制成,用于1～3微米的光谱区。这些探测器工作于室温,量子效率为40～70％,比探测度由1.3微米波长的3×10~(11)厘米·赫~(1/2)/瓦到3微米波长的5×10~9厘米·赫~(1/2)/瓦。冷却光电二极管探测器可改进性能。在77°K下2.2微米波长的比探测度测得为2×10~(12)厘米·赫~(1/2)/瓦,接近背景限。对探测器-前置放大器组件进行了响应时间测量,用的是0.9、1.06及1.54微米的脉冲辐射。响应时间约为10毫微秒,似乎与波长无关,但受RC乘积和放大器频带宽的限制。若光电二极管接一频带很宽的放大器,脉冲响应就被RC之积限制到0.5毫微秒,并测得另一时间常数(约为5毫微秒),据说它是由储存的载流子的渡越时间决定的。     

Sb~ 离子注入Pb_(0.97)Hg_(0.03)Te光伏探测器

用Sb~ 离子注入制备了p型Pb_(1-x) Hg_x Te p-n结光伏探测器。在295K时,用布里奇曼法生长的Pb_(0.97)Hg_(0.03)Te晶体的比电阻为0.01欧·厘米。研究了在77K和295K时的电流-电压特性和光谱响应。在77K时,表面为7.8×10~(-3)厘米~2的二极管的零偏压电阻面积乘积为228欧·厘米~2。在295K时,峰值探测度是在3.2微米处,截止波长在～3.9微米。在77K,视场为30°,背景为295K时,出现在4.95微米处的峰值探测度为1.14×10~(11)厘米赫~(1/2)瓦~(-1)。峰值量子效率约为30％,截止波长为～5.4微米。     

S-192(Hg,Cd)Te阵列的性能

已制成用在S-192实验上性能优异的(HgCd)Te光电导探测器。S-192是美国豪尼威尔公司为国家航宇局的载人宇宙中心所制“空间实验室”飞船的多谱线扫描器,它将自“空间实验室”飞船对地面扫描并分12条近红外波段和1条长波段记下数据。近红外波段由0.4到2.35微米。制出了在2.35微米处比探测度接近或大于8×10~(11)厘米·赫~(1/2)/瓦、时间常数小于1微秒的探测器阵列,在87°K下使用,视场为90°。这些探测器在整个阵列内显出良好的均匀性.采用现代制造工艺制出了清晰度很高的探测器,厚5~10微米,元件间相互隔为25微米.     

2～7微米碲镉汞探测器

引言碲镉汞合金系原来是作为有可能得到长波长的红外探测器材料,特别是用于8～14微米大气窗的材料来进行研究的。这种技术已进展到可以正规生产背景限制探测器和阵列。这种探测器与其他类型(即锗掺杂型)的器件相比,一个很大优点是在77°K工作。然而,这种合金系的一个更大的优点是波长响应可以调节。由于HgTe和CdTe在整个组分范围内都可以混合,因此可以制备截止波长由0.8～30微米以上的探测器。实际上,已制成了1.5～35微米范围的探测器。     

金属-碲钖铅光电二极管

在经过退火的p-Pb_(0.79)Sn_(0.21)Te基体上,蒸发厚度约1000埃的金属层(如铟等),随后进行温度为200～300℃时间为2小时的热扩散;已制成探测率D_(λmax)～1×10~(10)厘米·赫1/2·瓦~(-1)(77K)、峰值响应波长～10微米的光电二极管。本文对金属-碲锡铅光电二极管的光谱响应及扩散金属的影响进行了初步的讨论。     

探测2微米红外辐射的碲镉汞光电二极管

最近研制了截止波长2～2.3微米的碲镉汞光电二极管阵列,于193K时探测度已达1.0×10~(12)～4.0×10~(12)厘米·赫~(1/2)/瓦。本文提出了有关这些(Hg,Cd)Te光电二极管阵列的结果。     

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.