面向第三代红外焦平面的碲镉汞材料器件研究

摘要

文章叙述了第三代红外焦平面中所需求的碲镉汞分子束外延(MBE)的一些研究成果.对GaAs、Si基大面积异质外延、表面缺陷抑制、p型掺杂等MBE的主要难点问题进行了阐述.研究表明,3in材料的组分均匀性良好,组分x的偏差为0.5%.晶格失配引发的孪晶缺陷可以通过合适的低温成核方法得到有效的抑制.在GaAs和Si衬底上外延的HgCdTe材料的(422)x射线衍射半峰宽(FWHM)的典型值为60～80arc·sec.大于2μm缺陷的表面密度可以控制在小于300cm-2水平.研究发现As的表面黏附系数很低,对生长温度十分敏感,在170℃下约为1×10-4.通过合适的退火,可以实现As的受主激活.采用碲镉汞多层材料已试制了长波n-on-p与p-on-n型掺杂异质结器件以及双色红外短波/中波焦平面探测器,本文报道了一些初步结果.