主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错缺陷揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理研究进行了详细介绍。从表面处理机理和工艺参数对衬底表面的影响两个方面介绍了机械研磨、机械抛光、化学机械抛光以及化学抛光 4种表面处理工艺。同时, 介绍了能揭示碲锌镉不同晶向表面的位错缺陷的 Everson、Nakagawa及 EAg三种化学腐蚀液。

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 25arcsec以下; 50mm×60 mm尺寸长波碲镉汞薄膜的厚度极差≤±1.25.m, 室温截止波长极差≤±0.1.m, 中波碲镉汞薄膜相应指标分别为 ≤±1.m、≤± 0.05.m。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。

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 (Cdi—xZn”Te, 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(Vcd)缺陷与Cd间隙(CdJ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。

采用金掺杂替代作为深能级缺陷中心的汞空位，可明显提高 P型碲镉汞材料少子寿命，进而降低以金掺杂 P型材料为吸收层 n-on-p型碲镉汞器件的暗电流，明显提升了 n-on-p型碲镉汞器件性能，是目前高灵敏度、高分辨率等高性能 n-on-p型长波/甚长波以及高工作温度中波碲镉汞器件研制的一种技术路线选择。本文在分析评述金掺杂碲镉汞材料现有研究技术要点的基础上，结合昆明物理研究所目前的研究成果，总结了碲镉汞金掺杂相关工艺技术，重点分析了金掺杂对碲镉汞器件性能的影响。

探索了一种准确测量过冷度的实验方法, 并在此基础上, 利用光学显微镜、傅里叶红外透射光谱仪、台阶仪、白光干涉仪等测试手段分析了过冷度对HgCdTe薄膜厚度均匀性的影响.研究结果表明, 过冷度小于2 ℃, 薄膜容易出现中心凹陷、四周凸起的现象; 过冷度大于3 ℃, 薄膜中心将会明显凸起, 出现宽度为毫米级的周期性起伏, 并伴随有crosshatch线产生.当过冷度为2.5 ℃时, 薄膜厚度极差可缩小至0.5 μm, 0.5 mm×0.5 mm范围内薄膜相对于衬底的粗糙度增加量为9.07 nm.

基于碲镉汞液相外延材料表面固有的宏观缺陷，采用化学机械抛光（ CMP）方法对材料表面进行抛光平坦化，利用光学显微镜、白光干涉仪、激光共聚焦显微镜等分析方法对化学机械抛光前、后的材料表面进行分析表征。研究结果表明，化学机械抛光工艺能有效去除外延材料表面固有的竖纹、花纹、斜纹等宏观缺陷，同时可明显改善外延材料表面平整度及粗糙度， 0.5 mm×0.5 mm范围内薄膜表面平整度值降低到 20 nm以下，粗糙度值降低到 4 nm以下，提高了碲镉汞外延材料表面质量。化学机械抛光后的长波材料经标准器件工艺制备出的焦平面器件可达到较好长波器件水平。