1 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
2 西北核技术研究所，陕西 西安 710024
3 中国科学院大学，北京100049
针对室温工作的光伏型碲镉汞中波红外探测器激光辐照饱和特性进行了仿真，结果表明，中红外激光对碲镉汞材料的加热效应以及光照导致零偏压阻抗降低，是影响探测器输出量子效率的重要因素。利用一维数值仿真方法，建立了室温碲镉汞pn结的模型，计算了稳态激光辐照下器件量子效率以及零偏压阻抗。理论计算了激光辐照下的稳态温度分布近似模型，并将温度场分布耦合到仿真计算中，发现衬底厚度会影响芯片的温升，从而显著影响器件饱和阈值的大小。另外，计算表明，随着光照强度的增加，器件的零偏压阻抗降低，并将仿真结果与实测芯片参数进行了比较。计算分析为设计高饱和辐照度阈值的中波红外碲镉汞探测器提供了参考。
激光辐照 温度场 饱和特性 数值仿真 laser irradiation temperature field saturation properties numerical simulation 红外与毫米波学报
2022, 41(6): 1009
1 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海200083
利用热原子层沉积(Atomic Layer Deposition, ALD)技术在不同深宽比GaAs衬底上进行了Al2O3/HfO2复合薄膜的沉积。通过对其表面和能谱进行分析发现，沉积温度对复合薄膜的摩尔比具有较大的影响。随着深宽比的增大，其沉积表面和沟槽内会出现残留物；随着ALD沉积温度的上升，其沉积表面和沟槽内的残留物减少，摩尔比趋向均匀。当深宽比为22并利用150 ℃的低沉积温度时，表面及底面基本无残留物。但当深宽比为425时，150 ℃沉积明显有大量残留物。只有当温度升高到300 ℃时，表面和沟槽里复合薄膜的残留物才被明显消除。ALD技术可以实现各种器件结构的全方位钝化，这是其他化学气相沉积法无法比拟的。
Al2O3/HfO2复合薄膜 原子层沉积 能谱分析 Al2O3/HfO2 composite films atomic layer deposition energy dispersive spectrum analysis
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
利用GaAs/AlGaAs量子阱结构, 研制了像元规模为640×512、中心响应波长在10.55 μm附近的红外焦平面阵列器件, 与50 K集成式制冷机耦合后, 测试了相关性能, 其等效噪声温差达到22.5 mK。焦平面组件通过了初步的开关机试验以及热真空试验后, 表现良好。考虑封装冷屏导致在面源黑体测试时产生的焦面照度不均匀问题进行了数值计算, 并分析了与近似解析计算的误差, 表明当F数变小时应当采用数值计算, 并认为探测器测试的非均匀性主要由照度不均匀贡献。针对10.55 μm量子阱探测器, 利用开源的MEEP FDTD软件, 进行了近场耦合的光场分布计算, 计算结果表明目前的结构参数在光衍射方面是比较接近优化的。
量子阱红外焦平面探测器 长波红外 光耦合优化 QWIP FPA long wavelength infrared optical couple optimization 红外与激光工程
2020, 49(1): 0103008
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
用Ar＋离子束在p型HgCdTe(碲镉汞)上刻蚀出不同体积的环孔, 利用激光诱导电流方法测试转型后的n区宽度.研究发现, 在相同的刻蚀条件下, n区宽度取决于材料的汞空位浓度和被刻蚀HgCdTe体积.当被刻蚀HgCdTe体积相同时, n区宽度随汞空位浓度的增加呈线性减小；当汞空位浓度一定时, n区宽度随被刻蚀HgCdTe体积的增加呈线性增加.
激光诱导电流 p型HgCdTe Ar+离子束刻蚀 转型宽度 laser beam induced current p-HgCdTe Ar+ ion-beam milling conductivity type conversion
中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室， 上海 200083
研究了测试频率为0.3～1.5MHz时GaN基肖特基器件的电容特性.实验发现，在Au/i-GaN肖特基器件的电容-电压(C-V)特性曲线中，出现了峰和负值电容，而Au/i-Al0.45Ga0.55N肖特基器件的C-V特性曲线中则既没有峰也没有负值电容的出现.对肖特基器件的电流-电压(I-V)特性和C-V特性进行参数提取和分析后认为，负值电容和峰的出现源于界面态的俘获和损耗，但较大的串联电阻将减弱界面态的作用.
电容-电压特性 肖特基器件 GaN 基材料 capacitance-voltage characteristic Schottky diode GaN-based material
中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海 200083
介绍了GaN基512×1元紫外长线列焦平面探测器组件的研制过程,并给出了器件的性能。利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长的多层AlGaN外延材料,通过刻蚀、钝化、欧姆接触电极制备等工艺,制作了256×1的背照射AlGaN紫外探测芯片。并对该芯片进行了I-V特性、响应光谱等测试,得到芯片的暗电流Id为4.22×10-12A、零压电阻R0为1.01×1010Ω,响应波段为305-365 nm,响应率约为0.12 A/W。该AlGaN探测芯片与电容反馈互阻抗放大器(CTIA)结构的读出电路互连成为一个256模块,两个256模块经过拼接、封装后制备出512×1元紫外长线列焦平面探测器组件。测量室温(300 K)时焦平面组件(实际524元)的响应,平均电压响应率为1.8×108V/W,其盲元率为9.0%,响应不均匀性为17.8%,359 nm处的平均波段探测率为7×1010cm Hz1/2W-1。并对器件性能进行了分析。
紫外探测器 512元长线列 工艺 GaN基 响应率
中国科学院上海技术物理研究所,传感技术联合国家重点实验室,上海,200083
在HgCdTe光伏探测器件SiO2+ZnS复合介质膜钝化中,引入O+2清洗和Ar+刻蚀两种等离子体处理工艺,大大提高薄膜附着力,成功制备出优良的光伏器件.对处理前后的样品进行场发射扫描电子显微镜扫描、原子力显微镜扫描和二次离子质谱测试后发现,O+2清洗对去除样品表面的残余光刻胶效果显著;而Ar+刻蚀使ZnS表面更为粗糙,增加了成核中心,使SiO2和ZnS表面互相渗透,增强了两层介质膜的附着力.
O+2清洗 Ar+刻蚀 钝化 HgCdTe光伏探测器
