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中国电科11所碲镉汞薄膜材料制备技术进展折伟林;邢晓帅;邢伟荣;刘江高;郝斐;杨海燕;王丹;侯晓敏;李振兴;王成刚【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2024(54)4【摘要】碲镉汞材料具有响应速度快、量子效率高、带隙连续可调等优点,广泛应用于红外探测领域,本文报道了近年来中国电科11所在碲镉汞薄膜材料制备方面的技术进展。
在碲锌镉衬底材料制备方面,已突破135mm碲锌镉晶体生长技术,碲锌镉衬底平均位错腐蚀坑密度(EPD)<1×10^(4)cm^(-2),具备了80mm×80mm规格碲锌镉衬底的批量生产能力。
在液相外延碲镉汞薄膜制备方面,富碲水平液相外延碲镉汞薄膜平均位错腐蚀坑密度EPD<4×10^(4)cm^(-2),具备80mm×80mm 规格碲镉汞薄膜的制备能力;富汞垂直液相外延实现高质量双层异质结碲镉汞薄膜材料批量化制备,该种材料的半峰宽(FWHM)控制在(20~40)arcsec范围内,碲镉汞薄膜厚度极差≤±06μm。
在分子束外延碲镉汞薄膜方面,实现了6 in硅基碲镉汞材料制备,组分标准偏差≤00015,表面宏观缺陷密度≤100cm^(-2);碲锌镉基碲镉汞材料已具备50mm×50mm制备能力,组分标准偏差为0002,厚度标准偏差为0047μm。
从探测器验证结果来看,基于富碲水平液相外延碲镉汞薄膜实现了1k×1 k、2 k×2 k等规格红外焦平面探测器的工程化制备;采用双层异质结碲镉汞薄膜实现了高温工作、长波及甚长波探测器的制备;使用分子束外延制备的碲镉汞薄膜实现了27 k×27 k、54 k×54 k、8 k×8 k等规格红外焦平面探测器研制,在宇航领域有巨大的应用潜力。
【总页数】12页(P483-494)【作者】折伟林;邢晓帅;邢伟荣;刘江高;郝斐;杨海燕;王丹;侯晓敏;李振兴;王成刚【作者单位】中国电子科技集团公司第十一研究所【正文语种】中文【中图分类】TN213;O484【相关文献】1.我国碲镉汞材料和器件的现状——记1989年全国碲镉汞技术交流会2.昆明物理研究所分子束外延碲镉汞薄膜技术进展3.大尺寸碲锌镉基碲镉汞材料分子束外延技术研究4.异质衬底外延碲镉汞薄膜位错抑制技术进展5.昆明物理研究所大面积水平推舟液相外延碲镉汞薄膜技术进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
原位As掺杂p型碲镉汞薄膜的制备研究SONG Shu-fang;TIAN Zhen【摘要】非本征p型掺杂碲镉汞材料可以有效克服少子寿命偏低等问题,提高长波和甚长波红外焦平面器件的性能.本文重点阐述了As掺杂实现p型掺杂的基础性原理,以及其制备方法,为p-on-n碲镉汞材料器件研究提供依据.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)012【总页数】3页(P1500-1502)【关键词】p型;HgCdTe;As掺杂【作者】SONG Shu-fang;TIAN Zhen【作者单位】;【正文语种】中文【中图分类】TN2131 引言以大规模、多色、单光子、甚长波等为标志的第三代碲镉汞红外焦平面探测器得到了迅速的发展,在军事、遥感、空间科学探测等领域发挥了极其重要的作用[1]。
然而传统的Hg空位p型材料应用到长波上,存在着载流子寿命短、结阻抗低等一系列问题,成为制约碲镉汞红外焦平面探测器发展的主要因素之一[2]。
因此,研究人员提出利用外掺杂技术制备高性能的p型材料碲镉汞,形成p-on-n结构来提高器件性能。
p-on-n碲镉汞器件结构分为同质结构和双层异质结构。
同质结构是以法国Sofradir和德国AIM公司为代表,他们采用水平液相外延方法在CdZnTe衬底上生长掺In碲镉汞n型材料,然后利用离子注入的方法将As注入到碲镉汞中,经过两步退火后在注入区形成p型区,最后形成p-on-n碲镉汞器件结构[3-4]。
双层异质结构是以美国Raytheon公司为代表,他们采用水平液相外延方法在CdZnTe衬底上生长掺In碲镉汞n型材料,然后再利用垂直相外延方法生长掺As碲镉汞p型材料,形成p-on-n碲镉汞器件结构[5]。
一般在进行材料生长时,窄带的n型层为吸收层,p型为宽带Cap层。
研究表明,利用宽带Cap层可以有效抑制器件反偏时的隧穿电流,通过降低n型吸收层的掺杂浓度,增加反偏时耗尽层的厚度,减少自由载流子和俄歇复合,从而使器件的暗电流极大地降低,因此在长波器件和高温HOT器件中得到广泛的应用。
碲锌镉衬底上中长双色红外碲镉汞分子束外延生长研究杨春章;覃钢;李艳辉;李达;孔金丞【摘要】Results are reported on the molecular-beam epitaxial (MBE) growth of a dual-band HgCdTe (MCT) structure. The structures were designed for a mid/long(M/L)-wavelength infrared detector, grown at 180℃ on (211)B-oriented CdZnTe substrates. Growth details including substrate deoxidation, growth temperature, and buffer layer are also reported. The surface quality, defect quantity, compositional uniformity, thickness uniformity, composition profile and crystal quality were analyzed and tested using phase contrast microscopy, scanning electron microscopy, Fourier-transform infrared transmission, secondary-ion mass spectroscopy and X-ray diffraction rocking curve. The surface defect was less than600cm-2, the com positional uniformity was≤0.001 and thickness uniformity was≤0.9μm, the XRD FWHM shows a 65arcsec result, all indicating good surface and crystal quality for our dual-band MBE MCT.%报道了使用分子束外延(Molecular beam epitaxy,MBE)技术,在(211)B碲镉汞(CdZnTe,CZT)衬底上生长中长波双色碲镉汞(HgCdTe,MCT)薄膜材料,生长温度为180℃,研究了双色碲镉汞薄膜材料衬底脱氧技术、分子束外延薄膜生长温度与缓冲层生长等关键技术,实现了中长波双色碲镉汞薄膜生长,外延薄膜采用相差显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、二次离子质谱仪(SIMS)及X射线衍射仪(XRD)对薄膜的表面缺陷、厚度、组分及其均匀性、薄膜纵向组分以及晶体质量进行了表征,表面缺陷数量低于600 cm-2,组分(300 K测试)和厚度均匀性分别为?x≤0.001、?d≤0.9μm,X-Ray双晶衍射摇摆曲线FWHM=65 arcsec,得到了质量较高的中长波双色碲镉汞薄膜材料.【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】碲锌镉;中长波双色;碲镉汞;分子束外延【作者】杨春章;覃钢;李艳辉;李达;孔金丞【作者单位】昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223;昆明物理研究所,云南昆明 650223【正文语种】中文【中图分类】TN3040 引言1959年 Lawson发明了碲镉汞（Hg1－xCdxTe或MCT）红外材料。
