1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电子材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
4 中国科学院半导体研究所固体照明研究开发中心，北京 100090
提出一种在AlGaN基 PIN 器件的p-GaN表面上沉积Pt，形成肖特基势垒（SB）-PIN 异质结器件，器件的能带和载流子的输运发生了变化，这种新型光电探测器实现了双波段紫外探测，可分别工作在光伏和光电导模式下。器件在 275 nm波长的紫外光照射的负偏置电压下，工作模式为光伏探测，当入射光功率密度为 100 μW/cm2，偏置电压为-10 V时，器件得到最大响应度（0.12 A/W）；当偏置电压为-0.5 V时，器件得到最大探测率（1.0×1013 cm·Hz1/2·W-1）。器件在正偏置电压工作模式下可作为高响应、高增益的光电导探测器，当偏置电压为+10 V 时，用275 nm 和365 nm 波长的紫外光照射（光功率密度为100 μW/cm2），器件的响应度分别为10 A/W 和14 A/W，外量子效率分别为4500%和 4890%。所设计的双波段多功能器件将极大地扩展基于AlGaN的紫外探测器的用途。
探测器 双波段紫外探测器 AlGaN 异质结 响应度
随着红外焦平面技术的发展，大面阵红外焦平面器件在遥感、气象、资源普查和高分辨对地观测卫星上得到了广泛应用。因此，基于第三代红外焦平面技术的超大规模焦平面器件成为国内外研究热点。文中介绍了昆明物理研究所采用n-on-p技术路线成功研制的短波（Short Wave, SW） 2 k×2 k（18 μm，像元中心距）碲镉汞红外焦平面器件。短波2 k×2 k碲镉汞红外焦平面器件突破了大尺寸碲锌镉（CdZnTe）衬底制备和大面积液相外延薄膜材料生长技术，衬底尺寸由Φ75 mm增加到Φ90 mm，获得了高度均匀的大面积碲镉汞（HgCdTe）薄膜材料。通过大面阵器件工艺、大面阵倒装互连等技术攻关，最终获得了有效像元率大于99.9%、平均峰值探测率(D*)大于4×1012(cm·Hz1/2)/W、暗电流密度在1 nA/cm2的高性能短波2 k×2 k（18 μm）碲镉汞红外焦平面器件。
短波 大面阵 2 k 红外焦平面器件 short wave large area array 2 k infrared focal plane device 红外与激光工程
2022, 51(9): 20220079
采用传统布里奇曼法生长碲锌镉晶体, 在配料过程中添加适当过量的 Cd, 并在晶体生长结束阶段的降温过程中加入晶锭原位退火工艺, 晶体的第二相夹杂缺陷得到了有效抑制。根据晶体第二相夹杂缺陷的形成机理, 结合热扩散理论和碲锌镉晶体的 P-T相图, 研究了退火温度对晶体第二相夹杂缺陷密度和粒度(尺寸)的影响, 获得了抑制碲锌镉晶体第二相夹杂缺陷的退火条件。利用优化的退火条件制备碲锌镉晶体, 晶体第二相夹杂缺陷的尺寸小于 10 .m, 密度小于 250 cm-2。
碲锌镉 第二相夹杂缺陷 晶锭原位退火 CdZnTe, second phase inclusion defects, in-situpos
在富 Te生长条件下，通过垂直布里奇曼法制备的部分碲锌镉晶体内存在导电类型转变界面。采用富 Te液相外延技术在含有导电类型转变界面的碲锌镉衬底上生长碲镉汞薄膜，制成的红外焦平面探测器响应图上存在明显的响应不均匀分界面。碲锌镉晶体的导电类型转变由缺陷类型的不同引起，为消除碲锌镉衬底的导电类型转变界面，提升碲镉汞红外焦平面的成像质量，对含有导电类型转变界面的碲锌镉晶体进行了 Cd饱和气氛退火实验，研究了时间和温度等退火条件对晶体导电类型转变界面的影响，探讨了 Cd间隙和 Cd空位缺陷的形成机制，为晶体生长过程中的 Cd空位缺陷抑制提出了解决思路。
碲锌镉 导电类型转变界面 退火 Cd源 Cd1-xZnxTe, position-dependent conductivity transi
1 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
2 陆军装备部驻重庆地区军事代表局驻昆明地区第一军事代表室，云南 昆明 650223
基于当前红外探测器技术的发展方向，从高工作温度红外探测器应用需求的角度分析了碲镉汞高工作温度红外探测器在组件重量、外形尺寸、功耗、环境适应性及可靠性方面的优势。总结了欧美等发达国家在碲镉汞高工作温度红外探测器研究方面的技术路线及研究现状。从器件暗电流和噪声机制的角度分析了碲镉汞光电器件在不同工作温度下的暗电流和噪声变化情况及其对器件性能的影响；总结了包括基于工艺优化的Hg空位p型n-on-p结构碲镉汞器件、基于In掺杂p-on-n结构和Au掺杂n-on-p结构的非本征掺杂碲镉汞高工作温度器件、基于nBn势垒阻挡结构的碲镉汞高工作温度器件及基于吸收层热激发载流子俄歇抑制的非平衡模式碲镉汞高工作温度器件在内的不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的基本原理，对比分析了不同技术路线碲镉汞高工作温度器件的性能及探测器制备的技术难点。在综合分析不同技术路线高温器件性能与技术实现难度的基础上展望了碲镉汞高工作温度器件技术未来的发展方向，认为基于低浓度掺杂吸收层的全耗尽结构器件具备更好的发展潜力。
碲镉汞 俄歇抑制 SRH抑制 暗电流 高工作温度 HgCdTe auger suppression SRH suppression dark currents HOT 红外与激光工程
2021, 50(4): 20200328
应用不同浓度的溴甲醇溶液对液相外延碲镉汞表面进行化学腐蚀, 并且测量了腐蚀速率。然后通过原子力显微镜及 X射线光电子能谱分析了碲镉汞材料的表面状态。发现经过溴甲醇溶液腐蚀后, 碲镉汞表面富碲现象较为严重而且表面粗糙度略有增加。
碲镉汞 化学腐蚀 原子力显微镜 X射线光电子能谱 HgCdTe chemical etching atomic force microscope(AFM) X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)
HgCdTe红外焦平探测器经过多年的研发, 已达到批量生产的水平。昆明物理研究所批量生产的第二代红外探测器产品主要是长波 288×4和中波 320×256两类典型的红外焦平面探测器组件。在 2013年这两类组件生产的数量分别可达几百套。介绍了在红外探测器生产中所需解决的关键问题, 主要是 HgCdTe材料的质量及光伏器件工艺的稳定性, 并介绍两类主要生产的探测器组件产品及其性能结果。
红外焦平面 离子注入 制冷型探测器 噪声等效温差 IRFPA HgCdTe HgCdTe ion implantion cooled detectors NETD
讨论了带有前截止滤光片的长波红外探测器的响应率、噪声和探测率，结果表明相应的性能指标需要做适当调整。
前截止 滤光片 响应率 噪声 探测率 cut-on filter responsivity noise detectivity
在p-n 结光伏探测器的I-V 曲线上选取与电压、电流轴的交点作为工作点，分析讨论输出短路或开路时的信号和噪声，继而得到探测率，进行比较得出最佳工作体制。
p-n结 工作体制 p-n junction I-V I-V operate form
