碲镉汞环孔P-N结理论分析与测试

摘要

该文通过I-V特性的分析与测试上对HgCdTe环孔P-N结进行了研究.主要工作及结果如下:在理论方面:(1)对HgCdTe线性缓变结作了概述,并作出了HgCdTe线性缓变结的接触势垒和空间电荷区宽度随载流子浓度梯度的变化曲线.(2)从HgCdTe环孔P-N结为特殊的垂直结出发,分析了环孔P-N结在理论情况下由扩散电流机制限制的R<,0>A,认为与平面型P-N结具有同样高的理论上限值.(3)为了更方便地判别环孔P-N结的漏电机制,该文根据扩散电流和产生—复合电流对温度的不同依赖关系,作出了两者相等时随组份的变化关系曲线.在实验方面:(1)通过不同探测元与同一公共电极之间的I-V测试结果结果表明P-N结的漏电流和面积有关.(2)变温I-V测试是分析P-N结的漏电机制不可缺少的一种手段.该文从77K到220K的温度范围对环孔P-N结的I-V曲线进行了测试,分析了不同温度范围下的主要漏电机制.(3)分析了不同尺寸的公共电极对器件性能的影响,对在同一探测元和不同尺寸的公共电极之间进行了测试.(4)该文从理论和实验两个方面对I-V测试中经常出现的反常的现象进行了分析,认为刻蚀电极是产生反常现象的主要原因.(5)为了增加检测手段,该文通过器件的体电阻获得了截止波长,其结果与通过光谱响应得到的截止波长误差不超过0.5μm.

目录

文摘

英文文摘

1.绪论

1.1HgCdTe环孔P-N结概述

1.2环孔P-N结的发展与现状

1.3本文的工作

参考文献

2.HgCdTe环孔p-n结的理论分析

2.1引言

2.2 HgCdTe环孔 P-N结

2.2.1 HgCdTe能带和本征载流子与组份和浓度的关系

2.2.2 P-N结空间电荷区的电场、电位分布

2.2.3接触电势差

2.3 P-N结伏安特性与R0A文献综述

2.3.1扩散电流及R0A

2.3.2产生一复合电流与R0A

2.3.3带间隧道电流及R0A

2.3.5光电流

2.4 HgCdTe环孔P-N结I-V特性和R0A理论分析

2.4.1 HgCdTe环孔P-N结扩散电流机制及R0A

2.4.2 R0A数值计算和分析

2.4.3环孔P-N结R0A讨论

2.4.4环孔P-N结R0A与平面结R0A比较

2.4.5扩散电流与产生-复合电流对温度的依赖关系讨论

2.5结论

参考文献

3.HgCdTe环孔P-N结I-V特性测试与分析

3.1引言

3.2环孔P-N结反向漏电流的测试与分析

3.2.1实验样品制备

3.2.2 I-V测试结果及讨论

3.3 I-V测试中的反常特性分析

3.3.1公共电极的制备

3.3.3理论分析

3.3.4反常特性的实验验证

3.4不同公共电极对探测元的影响分析

3.4.1版图设计

3.4.2测试结果与讨论

3.5环孔P-N结变温I-V测试

3.5.1实验

3.5.2变温I-V测试结果

3.5.3实验结果讨论

3.6结论

参考文献

4.环孔P-N结体电阻与截止波长关系分析

4.1引言

4.2环孔P-N结体电阻与HgCdTe组份的关系

4.3环孔P-N结的体电阻的测试与分析

4.3.1体电阻的测试与算法

4.3.2测试结果与讨论

4.4光谱响应测试

4.4.2 HgCdTe环孔P-N结光谱测试结果与讨论

4.5结论

参考文献

5.结束语

5.1本文的主要工作

5.2本工作的创新性

5.3结论

5.4本文的意义

致谢