碲镉汞晶片表面加工损伤的电化学腐蚀观察方法

本文报道一种新的观察碲镉汞（ＣＭＴ）晶片表面加工损伤的方法──电化学腐蚀法。文中讨论了电化学腐蚀法的原理，给出了实验结果。实验表明：机械磨抛的ＣＭＴ晶片表面的加工损伤可用电化学腐蚀法清楚地揭示出来；磨抛产生的机械划痕在电化学腐蚀前后一一对应，而且腐蚀后可清晰、直观地看到腐蚀前看不见的机械划痕；结合化学腐蚀的方法测量了一定磨抛条件下Ｗ３．５磨料在ＣＭＴ晶片表面产生的最大加工损伤深度约３２～４０ｐｍ；机械磨抛产生的划痕和其在表面留下的应力沟道区是ＣＭＴ晶片表面在磨抛加工中受到损伤的主要机构。分析认为平均损伤深度主要影响磨抛ＣＭＴ晶片的表面复合速度，而最大加工损伤深度则对ＣＭＴ器件、特别是多元器件性能参数的均匀性影响比较大；故控制好ＣＭＴ晶片表面加工的最大损伤深度也是制备性能均匀的ＣＭＴ多元探测器的一个重要环节。     

碲镉汞晶片表面加工损伤的电化学腐蚀观察方法

本文报道了一种新的观察碲镉汞（ＣＭＴ）晶片表面加工损伤的方法－－电化学腐蚀法。文中讨论了电化学腐蚀法的原理，给出了实验结果。实验表明：机械磨抛的ＣＭＴ晶片表面的加工损伤可用电化学腐蚀法清楚地揭示出来；磨抛产生的机械划痕在电化学腐蚀前后一一对应，而且腐蚀后可清晰、直观地看到腐蚀前看不见的机械划痕；结合化学腐蚀的方法测量了一定磨抛条件下Ｗ３．５磨料在ＣＭＴ晶片表面产生的最大加工损伤深度约３２－－４０μ     

位错对布里奇曼HgCdTe体晶结构完整性的影响

本文根据Ｘ射线形貌相、扫描电镜和金相显微镜的实验结果和有关位错、相图的理论，分析了位错和亚晶界、亚晶界和Ｘ射线形貌相的关系以及住错对布里奇曼技术生长的ＨｇＣｄＴｅ体晶结构完整性的影响。因位错降低能量的要求，ＨｇＣｄＴｅ体晶中的密度位错要形成亚晶界和三维位错网络等亚结构。在Ｘ射线形貌相中，亚结构的取向衬度是比位错直接象更强的成象机构。正常凝固长晶过程中ＨｇＣｄＴｅ材料的组分要变化，并使其固液界面的温度梯度也发生相应变化，由此引入的热应力在结晶过程中会在ＨｇＣｄＴｅ晶体中产生高密度位错。位错形成的亚晶界和三维位错网络等亚结构严重破坏了ＢｒｉｄｇｍａｎＨｇＣｄＴｅ体晶结构完整性，这使其Ｘ射线形貌相往往不好。     

HgCdTe表面氧化特性

利用Ｘ射线光电子谱对ＨｇＣｄＴｅ表面氧特性进行了研究，对不同工艺过程中的ＨｇＣｄＴｅ表面进行了测量、分析。结果表明ＨｇＣｄＴｅ表面的自生氧化与表现处理工艺密切相关，说明ＨｇＣｄＴｅ表面钝化前的表面预处理直接影响钝纶层／ＨｇＣｄＴｅ的界面特性。     

CdTe钝化的HgCdTe非平衡载流子表面复合速度的实验研究

利用Ａｒ＾＋束央求宙积技术在ＧｇＣｄＴｅ表面实现了低温ＣｄＴｅ介质薄膜的低温生长。在用－ＨｇＣｄＴｅ晶片表面分别用ＣｄＴｅ介质膜、ＨｇＣｄＴｅ自身阳极氧化膜进行表面钝化。利用光电导衰退测量技术测量了两种不同表面钝化的薄ＨｇＣｄＴｅ晶片的非平衡载流子（少数载流子）寿命,并通过光电导衰减信号波形的拟合,得到两种不同表面钝化的ＨｇＣｄＴｅ表面复合速度。实验结果表明,获得的ＣｄＴｅ／ＨｇＣｄＴｅ界面质量已     

碲锌镉晶片的机械化学磨抛分析

对<111>方向的三块碲锌镉晶片进行了不同的机械磨抛、化学机械抛光、化学抛光,在相同的测量条件下用三维形貌干涉仪进行表面监测.比较了碲锌镉晶片不同的磨抛方法对碲锌镉晶片表面机械损伤的情况,开展了碲锌镉晶片不同的磨抛方法对损伤的去除程度的对比实验,进行了碲锌镉晶片表面粗糙度及平整度实现的研究.     

HgCdTe晶片杂质浓度的检测

采用红外透射法测ｎ型ＨｇＣｄＴｅ晶片的组分ｘ．范德堡法测晶片的载流子浓度ｎ０。用实测值ｘ和ｎ０计算出在相同低温热处理条件下不同组分（０．１９０＜ｘ＜０．２３０）的ｎ型ＨｇＣｄＴｅ晶片７７Ｋ时本征浓度ｎｉ和杂质浓度ｎｄ．得到比值ｎｄ／ｎｉ与组分ｘ的关系曲线。对此曲线分析可知，７７Ｋ时ＨｇＣｄＴｅ（０．１９０＜Ｘ＜０２３０）并不处于杂质电离饱和区，而是处于过渡区，故不可以将霍耳系数Ｒ确定的载流于浓度ｎ０视为杂质浓度ｎｄ。     

CdTe-HgCdTe界面的电导机制

本文研究了ＣｄＴｅ和ｎ型、ｐ型Ｈｇ０．５３Ｃｄ０．４７Ｔｅ界面的电学特性．ｎ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构强反型区开始处的电导峰是表面处禁带态辅助的间接隧穿引起的；而ｐ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构的强反型区电导出现两个振荡峰，是体陷阱辅助的价带电子到表面反型层二维子带的隧穿引起的，而耗尽区的电导峰则为界面态产生复合．指出ｐ型和ｎ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构隧穿电导的差别是：ｐ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构隧穿对表面处的禁带态不敏感．并用电导法研究ＣｄＴｅ／ＨｇＣｄＴｅ界面态在禁带中的分布，求得了界面态的时间常数和俘获截面     

有机金属沉积法生长HgCdTe双色晶膜材料的研究

本文采用有机偶然性沉积法在ＣａＡｓ衬底上先开展生长双色ＨｇＣｄＴｅ材料的研究，总结了生长ＣｄＴｅ缓冲层和隔离层ｘ＝０．２、ｘ＝０．３的ＨｇＣｄＴｅ晶膜工艺条件，总结出了ＨｇＣｄＴｅ双色材料的组分均匀性，厚度、表面形貌，结构和电性能。     

用于HgCdTe器件同步辐射形貌相的计算机图象处理系统

根据研究ＨｇＣｄＴｅ材料和器件中晶格缺陷同步辐射白光形貌相的需要，建立了处理形貌相的计算机图象处理系统。本文叙述了该系统的工作原理和构成，利用此系统可把１ｍｍ×１ｍｍＨｇＣｄＴｅ器件的同步辐射Ｌａｕｅ斑放大３．５～６８２倍，以便观察和分析，并省去了形貌相费时、费工的后期处理工作。该系统还为研究ＨｇＣｄＴｅ材料的Ｘ射线形貌相和晶体缺陷与器件性能的关系提供了必要的硬件设备。     

HgCdTe表面电化学腐蚀方法研究

对HgCdTe晶片的研磨和抛光,不可避免的要在其表面造成可见的机械划痕和不可见的损伤区。表面损伤对探测器的影响很大,控制好HgCdTe晶片的表面损伤是制备高性能多元探测器的一个重要的工艺环节。在本文中,用电化学腐蚀的方法观察到这种不可见损伤区的存在,用电子探针成分分析法验证了实验结果,对电化学腐蚀机理进行了讨论。实验结果表明：通过电化学腐蚀方法可以直接观察HgCdTe表面不可见损伤区;即使是在显微镜下看到HgCdTe晶片有一个光亮和无划痕的表面,也可能存在不可见的损伤区。     

碲锌镉衬底缺陷对液相外延碲镉汞薄膜结构的影响

采用红外显微镜、X射线双晶回摆衍射法、X射线貌相术对CdZnTe衬底中的沉淀相、亚结构、组分偏析等缺陷进行了研究,并对用此衬底液相外延的HgCdTe薄膜作了测试。结果显示：CdZnTe衬底中亚晶界处聚集的位错在外延生长中呈发散状向薄膜中延伸,造成了薄膜形成亚晶界和更大面积的由位错引起的晶格畸变应力区域,影响了薄膜结构的完整性。     

碲镉汞p型接触孔低损伤干法刻蚀技术研究

对碲镉汞材料干法刻蚀损伤进行研究,采用感应耦合等离子体干法刻蚀技术、湿法腐蚀方法完成碲镉汞接触孔刻蚀,通过扫描电子显微镜和激光扫描显微镜分析刻蚀后样品的表面形貌,利用伏安特性曲线分析刻蚀样品的表面损伤。实验结果表明,干法刻蚀工艺极易造成碲镉汞p型接触孔表面反型,提出了一种新型的干法混合刻蚀技术,该技术通过两步干法刻蚀工艺实现,有效地降低了刻蚀引入的表面损伤。     

线阵碲镉汞探测器致损单元反常响应机理研究

分别对p-i-n和n-i-p两种结构的硅基光电探测器的背面离子注入层进行激光退火处理,辐照功率分别为0.5、1、1.25和1.5J/cm~2。根据激光退火激活载流子模式计算了载流子激活率,获得了载流子浓度和接触电阻的变化量。通过对比器件的电学和光学性能,发现采用1.5J/cm~2的激光,离子注入方式得到的硼离子和磷离子的激活率达到75.0%和92.6%,使得p-i-n和n-i-p结构器件的背接触电阻分别从未退火的22.3Ω和15.89Ω降低至7.32Ω和7.63Ω,显著改善了硅基光电探测器的正向特性。在100mV反向偏压下激光退火至少降低了10%的暗电流,并增强p-i-n结构峰值处约1%的光谱响应和n-i-p结构峰值处约5%的光谱响应。 更多还原     

HgCdTe材料的溴-甲醇抛光工艺研究

碲镉汞(HgCdTe)红外探测器制备中的化学-机械抛光工艺会在碲镉汞材料表面形成一定深度的损伤层。用溴-甲醇化学机械抛光取代溴腐蚀工艺,有效地降低了抛光过程所产生的表面损伤。在溴-甲醇抛光工艺中,可变参数有溶液的浓度比、抛光时间、转盘转速等,不同的参数组合对于抛光效果有不同的影响,经过正交试验可以以较少的试验次数高效经济地得到最佳的溴-甲醇抛光工艺参数组合。以该优化参数进行抛光所得到的碲镉汞材料通过XRD测试以及Ar+刻蚀后表面形貌的测试表明,HgCdTe晶片表面剩余损伤大大减小。     

碲锌镉缓冲层液相外延技术的研究

文章报道了采用液相外延方法，在碲锌镉衬底上进行碲锌镉薄膜缓冲层生长的情况，并且采用X光双晶衍射仪、X光形貌仪、红外傅里叶光谱仪、二次离子质谱仪等手段对碲锌镉薄膜进行了表征，碲锌镉薄膜具有较好地组分及均匀性，晶体结构质量也较好。采用碲锌镉缓冲结构生长了碲镉汞液相外延片，其碲锌镉与碲镉汞薄膜界面附近的杂质得到了有效的控制。     

碲镉汞红外探测器电极接触研究北大核心CSCD

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。     

脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响分析

为了研究脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响,采用有限元法对HgCdTe红外探测器进行2维建模,以及激光辐照探测器温度场的仿真,得到了波段内外脉宽从10ns~1000ns的单脉冲激光损伤阈值。由于采用实验测定所有脉宽激光损伤阈值的办法不现实,故通过仿真计算,给出了从ns~μs量级不同激光脉宽的单脉冲探测器损伤阈值公式。结果表明,波段外单脉冲损伤阈值为9MW/cm2~0.9MW/cm2,波段内为150MW/cm2~15MW/cm2,并且探测器单脉冲损伤阈值与激光脉冲宽度呈负指数关系;当采用重频激光辐照探测器时,在相同的重复频率下,因长脉冲激光比窄脉冲宽激的脉冲间隔小,故长脉冲激光辐照时更容易出现温度积累效应,从而出现大面积损伤。这为进一步研究探测器的热应力场热弹性波和激光防护等提供了重要的理论分析依据。     

HgCdTe阳极硫化膜分析

采用含水硫化的方法对ｐ型ＨｇＣｄＴｅ材料进行了表面钝化。ＸＰＳ分析结果表明，Ｈｇ０．７３４Ｃｄ０．２６６Ｔｅ表面形成了ＣｄＳ薄膜，膜层里含有少量的Ｔｅ和Ｈｇ不含氧。     

Study on Surface Oxidative Characterization of LPE HgCdTe Epilayer by X-Ray Photoelectron Spectroscopy

This report presents a surface pre-treatment method of LPE HgCdTe epilayer to reduce and remove the oxides and contaminants. The surface oxidative characterization of LPE HgCdTe epilayer has been studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). HgCdTe surface exposed by various processing steps has been measured and analyzed, the results show the native oxide film can be removed by the solution of lactic acid in ethylene glycol after etching by bromine in absolute ethyl alcohol. It indicates that the mainly optical and electrical parameters of LPE HgCdTe epilayer have not been changed. It is evident that the pre-treatment before HgCdTe surface passivation affects the passivant/HgCdTe interface properties.