CdZnTe衬底沉积相成分分析

采用扫描电子显微镜技术对Cd Zn Te单晶片中的沉积相进行成分分析研究,结果表明通过红外显微系统观察到的Cd Zn Te晶片中常见的"放射状"沉积相和"链状"沉积相Cd含量富集,确认为Cd沉积相;另外,扫描电镜能谱仪对沉积相颗粒分析表明,Cd Zn Te晶体中的杂质元素易在Cd沉积相中富集。     

Cd1-xZnxTe晶体中由本征缺陷引起的导电类型转变界面研究

在富Te生长条件下,采用垂直布里奇曼法（vertical Bridgman method, VB）生长的部分碲锌镉（Cd_1-xZn_xTe, CZT）晶体内存在导电类型转变界面。为深入探讨碲锌镉晶体导电类型转变界面形成的原因,结合晶体导电类型和红外光谱透过率的测试结果与第一性原理的理论计算进行分析,结果表明,碲锌镉晶体内的导电类型转变界面是晶体生长过程中形成的Cd空位（V_Cd）缺陷与Cd间隙（Cd_i）缺陷导致的。在富Te条件的生长过程中,Cd空位缺陷易于形成,碲锌镉晶体材料中含有大量的Cd空位缺陷,材料的导电型为p型。在晶体生长结束阶段的降温过程中,Cd原子会扩散至碲锌镉晶体中,促进了Cd间隙缺陷的形成,在碲锌镉晶体材料中形成Cd间隙缺陷,导致晶体材料的导电性转变为n型。     

中波碲镉汞雪崩光电二极管(APD)增益特性

采用不同工艺制备了中波碲镉汞雪崩二极管(HgCdTe APD)器件,利用不同方法对其结特性和增益随偏压变化关系进行了表征,并基于Beck模型和肖克莱解析式进行了拟合分析。结果表明,不同工艺制备的APD器件饱和耗尽区宽度分别为1.2μm 和2.5μm,较宽的耗尽层有效抑制了高反偏下器件的隧道电流,器件有效增益则从近100提高至1000以上。采用拟合HgCdTe APD器件增益-偏压曲线获得了较好的效果,且拟合得到的参数与Sofradir的Rothman的结果相似。     

基于栅控二极管研究碲镉汞器件表面效应

采用不同工艺生长了CdTe/ZnS复合钝化层,制备了相应的长波HgCdTe栅控二极管器件并进行了不同条件下I-V测试分析.结果表明,标准工艺制备的器件界面存在较高面密度极性为正的固定电荷,在较高的反偏下形成较大的表面沟道漏电流,对器件性能具有重要的影响.通过钝化膜生长工艺的改进有效减小了器件界面固定电荷面密度,使HgCdTe表面从弱反型状态逐渐向平带状态转变,表面效应得到有效抑制,器件反向特性获得显著改善.此外,基于最优的工艺条件制备的器件界面态陷阱数量得到大幅降低,器件稳定性增强;同时器件R_0A随栅压未发生明显地变化.     

Au掺杂碲镉汞长波探测器技术研究

昆明物理研究所多年来持续开展了对Au掺杂碲镉汞材料、器件结构设计、可重复的工艺开发等研究,突破了Au掺杂碲镉汞材料电学可控掺杂、器件暗电流控制等关键技术,将n-on-p型碲镉汞长波器件品质因子(R₀A)从31.3Ω·cm²提升到了363Ω·cm²(λcutoff=10.5μm@80 K),器件暗电流较本征汞空位n-on-p型器件降低了一个数量级以上。研制的非本征Au掺杂长波探测器经历了超过7年的时间贮存,性能无明显变化,显示了良好的长期稳定性。基于Au掺杂碲镉汞探测器技术,昆明物理研究所实现了256×256 (30μm pitch)、640×512 (25μm pitch)、640×512 (15μm pitch)、1 024×768 (10μm pitch)等规格的长波探测器研制和批量能力,实现了非本征Au掺杂长波碲镉汞器件系列化发展。     

昆明物理研究所大面积水平推舟液相外延碲镉汞薄膜技术进展

报道了近年来昆明物理研究所在富碲水平推舟液相外延碲镉汞外延薄膜制备技术方面的进展。2019年以来,突破了?120 mm碲锌镉晶体定向生长技术,使碲锌镉衬底沉积相和夹杂相密度≤5×103 cm－2,位错腐蚀坑密度（EPD）≤4.0×104 cm－2,?120 mm（111）晶圆衬底的Zn组份分布极差≤0.36%。基于碲锌镉衬底技术的进步,液相外延碲镉汞薄膜的最大生长尺寸达到了70 mm×75 mm,薄膜位错腐蚀坑密度均值为5×104 cm－2,X射线双晶回摆曲线半峰宽（DCRC-FWHM）≤35 arcsec,部分可控制到25 arcsec以下;50 mm×60 mm尺寸长波碲镉汞薄膜的厚度极差≤±1.25 μm,室温截止波长极差≤±0.1 μm,中波碲镉汞薄膜相应指标分别为≤±1 μm、≤±0.05 μm。材料技术的进展促进了制冷型碲镉汞探测器产能提升和成本的降低,也支撑了高性能长波/甚长波探测器、高工作温度（HOT）探测器以及2048×2048、4096×4096等甚高分辨率高性能探测器的研制。     

不同靶间距下非晶态碲镉汞薄膜生长及厚度均匀性研究

采用射频磁控溅射法在不同靶间距下生长非晶态碲镉汞薄膜并研究其生长速率、择优取向及厚度均匀性.实验结果表明随着靶间距减小及溅射功率增加生长速率增大;不同靶间距下Hg1-xCdxTe薄膜结晶特性差距较大,择优取向为(111)方向;增大靶间距能够有效地提高薄膜厚度均匀性,75mm靶间距时,50 mm×60 mm及10 mm×...     

非晶态碲镉汞的光学性质(英文)

采用椭圆偏振光谱技术研究了射频磁控溅射生长非晶态碲镉汞(amorphous Hg1-xCdxTe,amorphous MCT,a-MCT)薄膜的光学性质,发现非晶态碲镉汞薄膜的介电函数谱特征与晶态碲镉汞材料的明显不同,表现出与其他非晶态半导体材料类似的"波包"结构特征。基于修正的FB模型在1.0～4.0eV的能量范围内对实验结果进行了拟合分析,得到了不同组分非晶态碲镉汞薄膜的光学带隙随组分关系。通过与单晶碲镉汞光学带隙随组分变化关系的对比研究,结果表明碲镉汞的结构从晶态向非晶态转变过程中,材料的光学待续发生了明显的"蓝移"。     

射频溅射CdTe薄膜结构特性分析

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了CdTe单层薄膜,实验表明:在室温条件下,通过调节溅射功率和溅射氩气压强,沉积的CdTe薄膜显示了一系列结构形态.研究了无CdTe薄膜沉积、非晶CdTe薄膜沉积、晶化CdTe薄膜沉积的生长条件,并采用卢瑟福散射理论解释了溅射CdTe薄膜生长机制的分子动力学过程.     

碲镉汞红外焦平面响应图"交叉线"特征起源探讨

对碲镉汞红外焦平面热响应图"交叉线"特征起源进行了研究。基于碲镉汞的闪锌矿结构晶体滑移系统理论,讨论了不同滑移面与碲镉汞薄膜生长所用(111)B面和(211)B面交线的方向,从晶格失配和应力释放的角度探讨了碲镉汞薄膜表面交叉线形貌与X射线衍射交叉线貌相的起源与几何结构,分析了碲镉汞薄膜交叉线与材料晶体质量之间的关系,探讨了碲镉汞红外焦平面热响应图交叉线特征的起源及其与器件性能的关系。