1 中国科学院上海技术物理研究所, 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
对中波红外碲镉汞雪崩光电二极管(APD)特性进行理论计算, 获得材料的能量散射因子及电离阈值能级与材料特性的相互关系, 从而计算器件的理论雪崩增益与击穿电压 通过对材料特性(组分, 外延厚度, 掺杂浓度等)的优化, 设计并生长了适合制备PIN结构红外雪崩光电二极管的碲镉汞材料, 并进行了器件验证 结果显示, 在10 V反偏电压下, 该器件电流增益可达335.
碲镉汞 雪崩光电二极管 雪崩增益 击穿电压 HgCdTe avalanche photodiode(APD) gain breakdown voltage
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外材料与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
前期研究采用高温热处理方法, 获得了抑制位错的最佳退火条件.通过比对实验, 发现不同衬底上HgCdTe表面的CdTe钝化层在热处理过程中对位错的抑制作用各有不同.结合晶格失配应力和热应力对不同异质结构进行理论计算, 借助X射线摇摆曲线的倒易空间分析, 解释了CdTe钝化层对HgCdTe位错抑制的影响作用.
碲镉汞 碲化镉钝化层 热退火 位错 应力 HgCdTe CdTe passivation layer thermal annealing dislocation stress
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外材料与器件重点实验室，上海200083
2 中国科学院研究生院，北京100039
基于GaAs/Si材料中位错的运动反应理论，修正获得CdTe/Si和HgCdTe/Si外延材料中的位错运动反应模型.采用快速退火方法对Si基HgCdTe外延材料进行位错抑制实验研究，实验结果与理论曲线基本吻合，从理论角度解释了不同高温热处理条件对材料体内位错的抑制作用.对于厚度为4～10 μm的CdTe/Si进行500 ℃快速退火1 min，可使位错密度降低0.5～1个数量级，最好结果为2.5×105 cm-2.
碲镉汞 热退火 位错 分子束外延 HgCdTe thermal annealing dislocation MBE
中科院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
研究了碲镉汞富碲垂直液相外延技术.在研究该关键技术的过程中, 提出了一种方法以检查外延前(Hg1-x Cd x ) 1-y Te y 母液的均匀性.并且, 通过减小生长腔体中的自由空间, 对气体的对流和汞回流进行了抑制, 及通过改进 工艺过程中的温度控制方式来应对因对流和汞回流而造成的生长温度不确定性.在解决上述关键技术后, 实现了 碲镉汞垂直液相外延工艺的稳定性, 所外延的中波碲镉汞材料的组分可重复性做到了 ±0.005, 厚度控制能力达到 了±5μm , 40×30mm 2 外延材料的横向组分均匀性(相对均方差)小于1.3×10 -3 , 同生长批次材料片与片之间的组 分和厚度差异分别小于0.001和1μm.在10mm线度上, 表面起伏小于1μm.经热处理后, 中波汞空位p型材料在 77K下具有较高的空穴迁移率.另外, 和水平推舟技术相比, 垂直碲镉汞液相外延在提供大批量和大面积相同性能 材料方面具有明显的优势, 这对于二代碲镉汞红外焦平面批生产技术和拼接型超大规模红外焦平面技术的发展都 具有重要的意义.
半导体技术 碲镉汞外延材料 液相外延 垂直浸渍外延 semiconductor technique HgCdTe epitaxial materials liquid phase epitaxy dipping technique
