中波HgCdTe双色红外探测器优化模拟计算

摘要

针对光伏型中波HgCdTe双色红外探测器作了优化模拟计算,器件采用典型n-p-p-p-n结构和同时工作模式,建立的二维模型考虑了辐射复合、俄歇复合和Shockley-Read-Hall(SRH)复合三种复合机理,以及深能级辅助隧穿和带问直接隧穿效应,载流子穿过阻挡层势垒的隧道效应采用传递矩阵法计算.分析了双色器件光谱响应随吸收区SRH复合少子(电子)寿命的变化关系,以及串音与阻挡层组分的关系.模拟结果显示,随吸收区少子寿命变短,量子效率迅速下降;为了使器件有较高的量子效率,HgCdTe材料的SRH复合电子寿命应该至少在10ns以上.随阻挡层组分增大,势垒增高,串音迅速减小,大约在阻挡层组分差为0.03时下降到光学串音决定的稳定值,得出了抑制电学串音,阻挡层组分差的临界值为0.03.