优质碲锌镉单晶的生长及性能测试

采用垂直布里奇曼法(VB)生长出直径为55mm、低位错密度、结构完好的碲锌隔单晶(Cd0.955Zn0.045Te)。通过位错腐蚀坑密度、傅立叶红外透射光谱、X-Ray形貌、X射线双晶摇摆曲线对碲锌镉晶体的性能进行了研究。     

液相外延原位Au掺杂碲镉汞薄膜材料的研究

通过液相外延方法,在碲锌镉衬底上制备了原位Au掺杂碲镉汞薄膜材料,采用金相显微镜、X光双晶衍射仪、二次离子质谱仪、Hall测试、少子寿命测试等手段对Au掺杂的碲镉汞薄膜材料进行了表征,外延片的表面形貌、晶格质量等和常规的碲镉汞外延材料基本相当,少子寿命较常规材料提高至少一个量级,芯片R0A提高至少5倍,并成功制备出了截止波长为10 μm的256×256探测器芯片,响应率非均匀性为2.85%,有效像元率为99.2%。     

分子束外延用碲锌镉(211)B衬底湿化学预处理技术研究

主要分析了不同溴甲醇溶液腐蚀方法对分子束外延用碲锌镉(211)B衬底表面粗糙度及反射式高能电子衍射(RHEED)图样的影响。实验发现化学抛光后未使用溴甲醇腐蚀的CZT(211)B衬底虽然表面粗糙度较小(小于1.0 nm),但表面RHEED衍射图样无任何衍射点或者条纹;采用0.05%溴体积比的溴甲醇溶液腐蚀CZT(211)B衬底时,即使腐蚀极短的时间,衬底表面粗糙度也达到2.0 nm以上,且表面存在高密度的柱状物,衬底表面RHEED图样呈圆点状或条纹较粗且存在亮点;采用0.01%溴体积比的溴甲醇溶液腐蚀CZT(211)B衬底,表面粗糙度可控制在1.0 nm左右,同时RHEED图样为特征的CZT(211)B晶面短条纹衍射图样,条纹清晰,同时多片衬底重复实验结果一致。同时在其上分子束外延的未优化的中波碲镉汞材料半峰宽为(49.1±5.9)arcsec,组分为0.3083±0.0003,厚度为6.54±0.019 μm。     

抑制In元素在CdTe中的退火扩散

分子束外延HgCdTe/InSb 材料需要阻止 In 元素在 HgCdTe 中的不受控扩散。我们使用 CdTe缓冲层作为阻挡层,以期控制 In 的扩散。为研究 In 元素在 CdTe 材料中的扩散,我们使用分子束外延方法获得CdTe/InSb样品。考虑到在退火时In 元素可能通过环境扩散污染材料,我们使用 SiO2 作为钝化层,通过对比试验发现 In 元素通过环境扩散污染表面的证据,为控制 In 元素的扩散提供新的思路。     

中长波双色碲镉汞红外探测器器件模拟与分析

利用Crosslight公司的APSYS软件模拟准平面结构中长波双色碲镉汞红外探测器的不同结构的光谱串音。研究表明中波层厚度增加将抑制中波对长波的光谱串音,同时将小幅增大长波对中波的光谱串音;阻挡层组分越大,阻挡层与中波层的导带带阶越大,光生载流子跃迁过带阶势垒的几率减少,使得光谱串音减小;阻挡层厚度越大量子隧穿效应减弱,导致光谱串音减小。通过优化器件结构可使中波对长波的光谱串音以及长波对中波的光谱串音都控制在2.5 %以下。     

CdZnTe(211)B衬底对MBE外延碲镉汞材料的影响分析

碲锌镉 CdZnTe（211）B 衬底广泛应用于碲镉汞（HgCdTe）分子束外延生长,其性能参数在很大程度上决定了碲镉汞分子束外延材料的质量。主要讨论了 CdZnTe（211）B 衬底几个关键性能参数对碲镉汞外延材料的影响,包括 Zn 组分及均匀性、缺陷（位错、孪晶及晶界和碲沉淀）以及表面状态（粗糙度和化学组成）,并且分析了对 CdZnTe（211）B 衬底进行筛分时各性能参数的评价方法和指标。     

长波碲镉汞薄膜外延用碲锌镉衬底筛选方法研究

主要报道了用于提高液相外延(Liquid Phase Epitaxy, LPE)长波碲镉汞薄膜质量的碲锌镉衬底筛选方法研究。通过对碲锌镉衬底的锌组分、红外透过率、沉淀/夹杂、位错密度、X射线形貌像和X射线衍射半峰宽等参数进行全面测试以及对外延后碲镉汞薄膜的X射线形貌像和X射线衍射半峰宽进行测试评估,发现目前X射线形貌像和锌组分是影响LPE长波碲镉汞薄膜用碲锌镉衬底的重要参数。结果表明,锌组分处于4.2%～4.8%之间、形貌像衍射强度高且均匀性好是长波碲镉汞薄膜外延用衬底的理想选择。     

3英寸CdTe/Si复合衬底外延技术研究

在消除金属设备补焊残余应力的整体热处理过程中,降温速度需要控制在30~50 ℃/h,对一维平板状金属设备,影响降温速度的因素是外界环境温度以及与环境的对流换热系数。由红外测温技术获得的设备外表面温度及平板外流体的温度可计算出降温速度与平掠平板的流体速度成正比,从理论上找到一种容易实现的控制降温速度的方法。     

碲镉汞液相外延薄膜典型缺陷及其起源分析

通过碲镉汞液相外延薄膜的典型缺陷的研究,结合国内外的研究现状,综述了各种缺陷的特征、起因、消除方法等。通过对HgCdTe液相外延层中常见的缺陷进行归纳和总结,探讨各种缺陷的可能起因,以达到提高液相外延工艺水平的目的。     

偏转角(211)Si基CdTe复合衬底研究

晶面偏角是提高(211) Si基CdTe复合衬底质量的方法之一。通过对偏转角Si基CdTe复合衬底分子束外延工艺的研究,发现2°和3°偏转角(211)Si基CdTe复合衬底在晶体质量方面优于标准(211)Si基CdTe复合衬底,是未来提高Si基CdTe复合衬底质量的新方向。