第三代碲镉汞器件的研发进展

通过对近年来部分英语文献的归纳分析,介绍了国外第三代碲镉汞（MCT）器件的研发现状,包括具有新颖器件结构的双色或三色探测器、雪崩光电二极管和多光谱阵列等.分析了三代MCT器件在阵列规模、光伏技术的甚长波应用、多色、读出电路等方面的研究进展.指出利用复杂可控的气相外延生长方法,例如分子束外延（MBE）和金属有机气相化学沉积（MOCVD）等,已可制备近乎理想设计的异质结光电二极管.随着基于MBE生长的MCT技术发展,法国和美国已分别可以制备4英寸以上的大尺寸锗基和硅基晶片,并在晶片上以可控厚度沉积光敏薄膜.依据目前的发展,三代MCT技术有望3、5年内达到量产的水平.     

中波碲镉汞光电二极管pn结特性研究

采用液相外延(LPE)生长的中波HgCdTe薄膜,基于B离子注入n-on-p平面结技术,制备了LBIC测试结构和I-V测试芯片并进行了相应的测试和分析.LBIC测试结果表明,HgCdTe pn结实际结区尺寸扩展4～5 μm,这主要与光刻、B离子注入以及注入后低温退火等器件工艺有关.二极管器件C-V和I-V特性研究表明,所制备的HgCdTe pn结不是突变结也不是线性缓变结.中波HgCdTe二极管器件最高动态阻抗大于30GΩ,器件优值R0A高达1.21×105Ωcm2,表现出较好的器件性能.     

长波红外碲镉汞探测器

1 引言 红外辐射最早是1800年英国的天文学家赫谢耳(W.Herschel)在研究太阳光谱的热效应时,用水银温度计测量各种颜色光的加热效果而发现的。1830年,L.Nobili利用塞贝克发现的温差电效应制成了“温差电型辐射探测器”;     

低能离子束轰击碲镉汞制备pn结电学特性的研究

用低能离子束轰击工艺制备了３－５μｍ及８－１０μｍ碲镉汞ｐｎ结，研究了它们的电流－电压及电容－电压特性，发现该ｐｎ结为缓变结，与通常认为的关于低能离子束轰击ｐ型碲镉汞造成表面转型的机制主要是汞扩散的假说相符合。     

128元长波碲镉汞焦平面器件

本文概要叙述了１２８元长波碲镉汞焦平面器件的原理及研制工艺；ＣＭＯＳ互连后测试结果：峰值Ｄλ＾＊＝３．４×１０＾１０ｃｍＨｚ＾１／２Ｗ＾－１，Ｒｖλ＝１．２×１０＾８Ｖ／Ｗ，利用１２８元长波碲镉汞焦平面器件研制成功的热像仪成像情况。     

256×256混合碲镉汞红外焦平面阵列

开发了混合碲镉汞256×256焦平面阵列,以满足高性能中波红外成象系统的灵敏度、分辨率及视场的需要。这种混合的探测器阵列制作在可减少或消除与硅读出电路热膨胀不匹配性的基片上。读出装置采用掩模加工的 CMOS开关场效应管电路,电路的电荷容量大于10~7个电子和有20MHz 数据率的单视频输出。这种大型凝视焦平面阵列具有高的量子效率、可调谐的吸收波长和宽的工作温度范围,大大优越于与其竞争的各种传感器。成熟的 PACE-1工艺采用蓝宝石探测器基片,已制作出256×256元中波红外阵列,在4.9μm 截止波长时,其实验室获得的平均 NETP 值为9mK,象元尺寸为40μm 和工作温度为80K。根均方探测器响应不均匀性小于4%,象元的输出大于99%。最新开发的PACE-3工艺用硅作探测器基片,完全消除了与硅读出电路的热不匹配性。一种640×480的混合阵列正在开发中。     

论碲镉汞光电二极管的暗电流

对于工作在1—30岬波段的各种红外光电探测器来说,碲镉汞（Mercury Cadmium Telluride,MCT）已经成为最重要的一种半导体材料。为了获得最优的性能,MCT探测器的暗电流必须降至最小。主要根据近年来的部分英文文献,从基本概念入手,介绍了有关MCT光电二极管暗电流研究的发展情况,并讨论了对于MCT光电二极管暗电流有关问题的理解和体会。     

甚长波碲镉汞红外探测器制备研究

报道了碲镉汞甚长波红外焦平面探测器的最新研究进展。采用水平液相外延In掺杂和垂直液相外延Ａs掺杂技术生长了高质量的p on n型双层异质结材料。并通过提高材料质量将双层异质结材料的双晶衍射半峰宽控制在30 arcsec以内。基于台面器件加工、表侧壁钝化以及In柱互连工艺,制备了640×512,25μm碲镉汞甚长波红外焦平面器件。通过进一步优化了材料生长和芯片制备工艺,在65 K的工作温度下,该器件的截止波长为1435 μｍ,有效像元率为9806,平均峰值探测率为809×1010cm·Hz1/2·W-1。     

离子束刻蚀HgCdTe成结机制分析

根据由离子束刻蚀HgCdTe pn结C-V曲线,判定其为线性缓交结;由1/C3-V曲线斜率可知杂质浓度分布梯度.利用泊松方程(零偏压时耗尽层宽度作为边界条件)积分计算出其电场分布、电势分布等重要结特性.并且进一步从微观理论分析讨论了离子束刻蚀HgCdTe成结机制过程.     

离子束刻蚀HgCdTe环孔pn结I—V、RD—V特性的研究（上）

本文推导了一种可简便、准确、直观计算和分析pn结I-V特性的公式和方法,并应用该方法对两类典型HgCdTe环孔pn结的I-V、RD-V特性进行了计算和拟合;得到了表面欧姆(反型沟道)漏电导、二极管理想因子n随电压的分布等反映二极管结特性的重要参数.计算结果表明,对于长波HgCdTe光伏器件而言,表面漏电流在整个暗电流中所占的比重相当大,表面漏电流严重地制约着器件性能.HgCdTe材料的晶体缺陷会使二极管的理想因子n增大,从而使产生-复合电流及陷阱辅助隧穿电流增加.     

碲镉汞探测器制备湿法和干法工艺的研究进展

由于材料性质比较敏感,碲镉汞探测器的制备一直是一项具有挑战性的仟务.用湿法化学刻蚀可以成功地制备图形特征尺寸宽度在50～60μm的一代器件.对于二代和三代器件,例如高密度焦平面器件、雪崩光电二极管、双色探测器及多光谱探测器等,干法工艺特别是高密度等离子体刻蚀可以减小这些器件所需要的光敏元间距,显著提高填充因子.有一定深度并且较窄的沟道要求具有高纵横比,同时还要求侧边平滑、均匀性高,这些需要推动了干法刻蚀的发展.主要通过对2000年以来部分英语期刊文献的门纳分析,介绍了碲镉汞器件制备中湿法和干法处理工艺特别是干法工艺的研究进展.刻蚀机制的深入理解涉及化学、物理和电学等多种学科.对于大面积器件的制备,为了获得较好的可生产性和均匀性,需要优化刻蚀过程.     

纳米CMOS器件中超浅结离子掺杂新技术

综述了集成电路(IC)中制备纳米CMOS器件的几种超浅结离子掺杂新技术,包括等离子体浸没掺杂、投射式气体浸入激光掺杂、快速汽相掺杂和离子淋浴掺杂等新技术,并对比分析了这几种掺杂技术各自的优缺点及其应用前景.     

pn Junction applications and transport properties in polysilicon rods

B-Doped polysilicon rods have been studied through their crystalline structure and electronic transport properties. P Diffusion data and the properties of the p-n junctions obtained are also discussed. Avalanche current distribution and reverse bias electric field spikes have been carefully studied.It is concluded that this material is quite suitable for low-cost solar cell applications, and, from preliminary experiments, could be of interest for power transient suppressors.     

ZnO同质pn结发光二极管研究进展

氧化锌是一种在短波长光电器件领域有巨大应用价值的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,制备性能优良的ZnO同质结是ZnO在光电器件领域获得应用的关键之一。文章综述了近几年ZnO同质结发光二极管研究进展,详细介绍了各种结构ZnO同质结发光二极管的最新研究成果和存在的问题,并对ZnO同质结发光二极管的发展趋势进行了展望。     

一种利用有限元法模拟LED芯片结点温度的方法

提出了一种以有限元法估算发光二极管(LED)光源模块结点温度的方法,提出了较详细的计算步骤,最后以6只1 W大功率LED组成的光源模块为例,演示如何以实测为基础,实测与软件试算相结合来估算LED光源模块的芯片结点温度.结果证明该方法具有较好的预测性,可以用来研究LED光源模块的温度分布,从而为研究LED封装材料匹配性、系统可靠性提供一定的参照.     

Latest Developments of HgCdTe e-APDs at CEA LETI-Minatec

In this communication, we report on the electro-optical characterization of planar back-side-illuminated HgCdTe electron initiated avalanche photodiode (e-APD) test arrays with cut-off wavelengths λ _c = 2.4 μm, λ _c = 4.8 μm, and λ _c = 9.2 μm. The e-APDs were manufactured at LETI using absorption layers grown by molecular beam epitaxy (MBE). We present measurements of the distributions in gain, noise, and equivalent input dark current. The mid-wave (MW) diodes yielded a very low dispersion (2%) and high operability (98%) for gains up to M = 200. The excess noise factor and equivalent input current (I _{eq_in}) operability were slightly lower, due to defects in the depletion region. The lowest measured value of I _{eq_in} = 1 fA corresponds to the lowest level measured so far in HgCdTe e-APDs and opens the way to new applications. The gain in the long-wave (LW) diodes was limited by tunnelling currents to a value of M = 2.4, associated with an average noise factor F = 1.2. A gain of M = 20 at a bias of −22.5 V was demonstrated in the short-wave (SW) e-APDs.