分子束外延碲镉汞技术是制备第三代红外焦平面探测器的重要手段，基于异质衬底的碲镉汞材料具有尺寸大、成本低、与常规半导体设备兼容等优点，是目前低成本高性能红外探测器发展中的研究重点。对异质衬底上碲镉汞薄膜位错密度随厚度的变化规律进行了建模计算，结果显示 .～1/h模型与实验结果吻合度好，异质衬底上原生碲镉汞薄膜受位错反应半径制约，其位错密度无法降低至 5×10 6 cm -2以下，难以满足长波、甚长波器件的应用需求。为了有效降低异质外延的碲镉汞材料位错密度，近年来出现了循环退火、位错阻挡和台面位错吸除等位错抑制技术，本文介绍了各技术的原理及进展，分析了后续发展趋势及重点。循环退火和位错阻挡技术突破难度大，发展潜力小，难以将碲镉汞位错密度控制在 5×105 cm -2以内。台面位错吸除技术目前已经显示出了巨大的发展潜力和价值，后续与芯片工艺融合后，有望大幅促进低成本长波、中长波、甚长波器件的发展。

本文系统地介绍了国内外研究机构对超晶格界面进行研究时采用的测试分析手段。其中, 通过拉曼光谱、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、扫描隧道显微镜(STM)、二次离子质谱(SIMS)、 X射线光电子能谱(XPS)等测试方法可以对 InAs/GaSb II类超晶格材料界面类型、界面粗糙度、陡峭性等特性进行测试分析, 从而评估超晶格界面质量。光致发光谱(PL谱)、高分辨率 X射线衍射(HRXRD)、霍尔测试、吸收光谱等测试方法则可以研究超晶格界面质量对超晶格材料能带、晶体质量、光学性质的影响。

近几年，二类超晶格红外探测器在材料生长、器件结构设计、器件制备上经历了快速的发展，使得二类超晶格成为除碲镉汞外最受关注的红外探测器材料。本文简要介绍了二类超晶格的优势，总结了国际上二类超晶格红外探测器研究进展，回顾了二类超晶格红外探测器的技术发展历程，并分析了国内二类超晶格材料与器件中存在的技术问题。

本文系统地介绍. MBE外延生长 InAs/GaSb II类超晶格材料的界面控制方法，主要包括生长中断法、表面迁移增强法、V族元素浸润法和体材料生长法。短波(中波)InAs/GaSb超晶格材料界面采用混合(mixed-like)界面，控制方法以生长中断法为主；长波(甚长波)超晶格材料界面采用 InSb-like界面，控制方法采用表面迁移增强法(migration-enhanced epitaxy, MEE)或 Sb soak法及体材料生长相结合。讨论分析. InAs/GaSb超晶格材料界面类型选择的依据，简述了界面控制具体实施理论，以及相关研究机构对于不同红外探测波段的超晶格材料界面类型及控制方法的选择。通过界面结构外延生长工艺设计即在界面控制方法的基础上进行快门顺序实验设计，有效地提高界面层的应力补偿效果，这对于长波、甚长波及双色(甚至多色)超晶格材料的晶体质量优化和器件性能提升具有重要意义。

碲镉汞(MCT)自从问世以来一直是高端红外(IR)探测器领域的首选材料，分子束外延碲镉汞技术具有低成本异质外延、材料能带精准调控、原位成结等优势，是第三代红外焦平面陈列(FPA)器件研制的重要手段。本文报道了昆明物理研究所分子束外延（MBE）MCT薄膜技术进展，包括材料结构、晶体质量、表面缺陷、材料均匀性、掺杂浓度等参数优化控制的研究结果。异质衬底、碲锌镉衬底上MCT薄膜尺寸分别为4英寸(10.16 cm)及2.5 cm×2.5 cm，材料EPD值分别在1×106 cm-2附近及(3~30)×104 cm-2范围，表面宏观缺陷密度分别在30 cm-2附近及100~300 cm-2范围，薄膜质量与国内外先进水平相当。采用分子束外延MCT薄膜实现了2 048×2 048中波红外（MWIR）、2 048×2 048短波甚高分辨率红外（SWIR）焦平面、640×512中短双色红外（S-MWIR）、320×256中中双色红外（M-MWIR）FPA探测器的研制和验证。

本文简述了 MBE异质外延碲镉汞薄膜位错形成机理、位错在外延层中的演化过程以及位错抑制理论，总结了国内外 CdTe缓冲层的位错抑制技术、HgCdTe薄膜的位错抑制技术，分析了热循环退火技术各个要素与位错密度变化之间的关系。

III-V族半导体在第三代红外探测器中扮演了重要的角色，近年来越来越受到人们的瞩目，特别是 InAs/GaSb二类超晶格已经成为除碲镉汞外最受关注的红外探测器材料。本文简要回顾了以色列 SCD公司在 III-V族红外探测器的研究历程。重点总结了 SCD关于 InAsSb nBn中波高温探测器和 InAs/GaSb二类超晶格 pBp长波探测器中的研发。

本文简要介绍了 nBn势垒阻挡结构器件的提出、发展过程。讨论了 nBn型器件的工作机理及其对暗电流的抑制机理。对比了普通碲镉汞 nBn结构器件与经过优化具备俄歇抑制特点的 NBvN结构器件的性能。总结了碲镉汞 nBn型器件势垒层设计要素及器件价带带阶消除的方法。

采用 Petritz双层薄膜结构模型, 用化学腐蚀的方法分离 MBE外延双色 HgCdTe薄膜, 测试并验证了双层模型对中短双色 MBE外延 HgCdTe薄膜中各层的霍尔参数计算的有效性, 给出了测量不确定度评定以及相对误差。实验表明, MBE外延双层 HgCdTe薄膜中的中波薄膜层电导率及霍尔系数的扩展不确定度范围分别为 0.33～0.41 .·cm和 61～113 cm3/C, 置信概率为 95%, 与对比样品的中波膜层霍尔参数相比, 载流子浓度及霍尔迁移率的相对误差分别小于 20%和 10%。