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, 北京100039
首次在国内报道了128×128面阵短波/中波(SW/MW)双色碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器(infrared focal plane arrays, IRFPAs)的研究成果.基于由采用分子束外延(MBE)和原位掺杂技术生长的p-p-P-N型碲镉汞(Hg1-xCdxTe)多层异质结材料, 通过B+注入、台面腐蚀、台面侧向钝化和爬坡金属化, 以及双色探测芯片与读出电路(Readout Integrated Circuit, ROIC)混成互连等工艺, 得到了128×128面阵双色焦平面探测器.通过湿化学腐蚀方法的优化, 将光敏元尺寸为(50×50)μm2的双色微台面探测器的占空比提高了一倍.该面阵双色红外焦平面探测器具有较好的均匀性和正常的光电特性.在液氮温度下, 二个波段的光电二极管截止波长λc分别为2.7μm和4.9μm, 对应的峰值探测率D*λp分别为1.42×1011cmHz1/2/W和2.15×1011 cmHz1/2/W.
湿化学腐蚀方法 双色微台面隔离 峰值探测率 HgCdTe HgCdTe wet chemical etching two-color micro-mesa isolation peak detectivity
首次报道了集成中波1/中波2(MW1/MW2)的HgCdTe红外双色探测器的材料生长、器件制备及其性能.采用分子束外延(MBE)技术,生长了p-p-P-N型Hg1-xCdxTe多层异质结材料.通过B+注入、台面腐蚀、爬坡金属化、台面侧向钝化及互连等工艺,得到了80元的原理型HgCdTe红外双色探测器.纵向上背靠背的2个光电二极管分别有电极输出,确保了空间上同步和时间上同时的探测,并能独立地选择最佳工作偏压.它适于常规的背照射工作方式,且有大的空间填充因子.在液氮温度下，2个波段的光电二极管截止波长λc分别为3.04μm和5.74μm,对应的R0A值为3.85×105Ωcm2和3.02×102 Ωcm2.测得MW1、MW2的峰值探测率Dλp*分别为1.57×1011cmHz1/2/W和5.63×1010cmHz1/2/W.得到2个波段的光谱响应,且MW2光电二极管的光谱串音为0.46%,MW1光电二极管的光谱串音为6.34%.
双色探测器列阵 光谱响应 峰值探测率 HgCdTe HgCdTe two-color detector arrays spectral response peak detectivity
