HgCdTe

摘要： 高工作温度碲镉汞红外探测器作为最近来发展起来的新型探测器,在保证性能不变的基础上,实现了尺寸小、重量轻、功耗低等功能,成为军事侦察、无人机、无人平台的重要探测器件。本文阐述了高工作温度碲镉汞红外探测器的基本原理,重点介绍了碲镉汞P-on-N红外探测器的器件结构设计,并且对美国Raytheon、法国Sofradir、德国AIM、美国Teledyne、美国DRS等公司的研究进展进行了综述性介绍。

摘要： 为了探究长波红外激光对红外凝视成像系统HgCdTe红外探测器组件的损伤机理,在ANSYS软件仿真研究的基础,开展了9.3μm激光对HgCdTe红外探测器损伤效应实验.通过利用ANSYS软件建立了激光辐照HgCdTe红外探测器的有限元理论仿真模型,获得了9.3μm脉冲CO2激光照射下探测器模型的温升分布,以是否达到熔融温度为判定依据,得到探测器件的仿真损伤阈值.通过开展外场实验获得HgCdTe红外探测器真实工作环境下的损伤阈值,整理并分析实验结果得到HgCdTe红外探测器组件的实验损伤阈值.研究结果表明,基于有限元理论仿真得到的HgCdTe红外探测器模型的损伤阈值为0.54～1.1 J/cm2,与实验得到的损伤阈值0.69～1.23 J/cm2结果较为一致.仿真结果和实验结果均和Bartoli理论的计算结果符合得较好,验证了模型和实验结果的合理性.

摘要： 分子束外延Si基HgCdTe材料的表面平整度对红外焦平面组件的制备有重要的影响.分子束外延的Si基复合衬底作为HgCdTe分子束外延的衬底材料对最终外延材料的表面平整度的影响较大.本文通过研究工艺过程中各外延因素对Si片和衬底材料表面平整度的影响,通过实验发现脱氧工艺的高温影响最大,其次是Si片自身的表面平整度和外延膜层的厚度.因此要获得低表面平整度的Si基复合衬底必须满足以下三个条件:低Si片表面平整度,低脱附工艺温度,低外延膜厚.

摘要： HgCdTe材料的表面缺陷是造成探测器性能下降的主要原因之一.采用聚焦离子束(Focused Ion Beam,FIB)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Micro-scope,SEM)和能量色散X射线光谱仪(Energy Dispersive X-ray Spectrometer,EDX)研究了碲锌镉(CdZnTe)基HgCdTe外延层的表面缺陷.通过分析不同类型缺陷形成的原因,确定缺陷起源于HgCdTe材料生长过程.缺陷的形状与生长条件关系密切.凹坑及火山口状缺陷与Hg缺乏/稍高生长温度、分子束源坩埚中材料形状变化造成的不稳定束流有关.金刚石状缺陷和火山口状/金刚石状复合缺陷的产生与Hg/Te高束流比、低生长温度相关.在5 cm×5 cm大小的CdZnTe (211)B衬底表面上生长出了组分为0.216、厚度约为6.06～7 μm的高质量HgCdTe外延层.同时还建立了缺陷类型与HgCdTe薄膜生长工艺的关系.该研究对于制备高质量HgCdTe/CdZnTe外延层具有参考意义.

摘要： 本文对中波HgCdTe APD进行二维数值模拟,通过与实验结果的对比获得80K下PIN结构的APD器件参数.对不同工作温度下的APD器件暗电流机制进行了研究,发现在高工作温度下,影响暗电流的主要是SRH(小偏压)和雪崩机制(大偏压).对在高工作温度情况下各层参数的变化引起器件性能的变化进行了研究,对不同层厚度、掺杂浓度对器件性能的影响进行了相应理论计算,并对计算结果进行相应的对比研究,获得了理论上最优化的HgCdTe APD高温器件结构,为后续高工作温度的APD器件的研发提供重要参考.

摘要： 对于Fλ/d<2的欠采样成像红外搜索和追踪系统,点目标能量集中在单像素内.由于焦平面阵列像素内灵敏度(IPS:Intra-Pixel Sensitivity)存在空间非均匀性,会降低目标的能量和质心测量精度.传统的光点扫描实验测试和数值仿真方法可有效表征和分析IPS,但系统和模型复杂度高、效率低,且实验测试无法分析IPS空间非均匀性与探测器参数的关系.针对上述问题,提出基于蒙特卡洛方法的HgCdTe红外焦平面阵列IPS仿真模型,分析了IPS空间非均匀性的影响因素.结果表明,减小像素中心距或增大吸收层厚度,IPS的空间非均匀性减小;随波长增大,IPS的空间非均匀性增大.该仿真和分析对高能量集中点目标测量精度的提升具有重要参考意义.

摘要： 液氮冲击下,碲镉汞(HgCdTe)焦平面探测器中层状材料间线膨胀系数的不同将会在层状材料中产生热失配,过大的热失配应力将引起HgCdTe芯片断裂,决定着HgCdTe焦平面探测器的结构可靠性.为了解决HgCdTe焦平面探测器在液氮冲击下的热失配问题,我们借助MATLAB运算工具,采用线弹性多层体系热应力计算方法,得到了硅读出电路(Silicon Read Out Integrated Circuits,Silicon-ROIC)的厚度取不同值时,HgCdTe芯片中的热应力沿法线方向的分布.计算结果表明:当Silicon-ROIC的厚度由340μm减薄至25μm的过程中,HgCdTe芯片中生成的热应力随着Silicon-ROIC厚度的变薄而线性减小.这表明Silicon-ROIC减薄方案是一种解决HgCdTe红外焦平面探测器热失配问题的有效途径.

摘要： Energy harvesting from sun and outer space using thermoradiative devices(TRDs),despite being promising renewable energy sources,is limited only to daytime and nighttime period,respectively.Such a system with 24-hour continuous electric power generation remains an open question thus far.Here,a TRD-based power generator that harvests solar energy via concentrated solar irradiation during daytime and via thermal infrared emission towards the outer space at nighttime is proposed,thus achieving the much sought-after 24-hour electrical power generation.Correspondingly,a rigorous thermodynamical model is developed to investigate the all-day performance characteristics,parametric optimum design,and the role of various energy loss mechanisms.The calculated results predict that the daytime TRD-based system yields a peak efficiency of 12.6%under 10 suns,thus sig-nificantly outperforming the state-of-art record-setting solar thermoelectric generator.This work reveals the potential of TRD towards 24-hour electricity generation and future renewable energy technology.

摘要： 文章将ICP刻蚀技术应用于刻蚀HgCdTe,使用微区X射线光电子光谱学(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等表面分析技术研究了ICP各工艺参数,包括ICP功率、气体成分与配比、腔体压力等对刻蚀表面形貌、刻蚀后表面成分、聚合物形成的影响.XPS分析结果发现,使用光刻胶作掩模时,刻蚀气体CH4会与光刻胶发生反应,生成物可能为C6H5(CH3).如果腔体压力较高,生成物不能及时被带走,就会附着在样品表面上,使样品表面发黑;当腔体压力较低时,生成物被及时带走,则样品表面光亮,无聚合物残留.光刻胶也会与H2发生反应,生成多种含C有机物.SiO2作掩模时,在一定的条件下,CH4会与SiO2或者真空硅脂发生反应,生成聚脂薄膜.

摘要： 文章将ICP刻蚀技术应用于刻蚀HgCdTe,使用微区X射线光电子光谱学(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等表面分析技术研究了ICP各工艺参数,包括ICP功率、气体成分与配比、腔体压力等对刻蚀表面形貌、刻蚀后表面成分、聚合物形成的影响.XPS分析结果发现,使用光刻胶作掩模时,刻蚀气体CH4会与光刻胶发生反应,生成物可能为C6H5(CH3).如果腔体压力较高,生成物不能及时被带走,就会附着在样品表面上,使样品表面发黑;当腔体压力较低时,生成物被及时带走,则样品表面光亮,无聚合物残留.光刻胶也会与H2发生反应,生成多种含C有机物.SiO2作掩模时,在一定的条件下,CH4会与SiO2或者真空硅脂发生反应,生成聚脂薄膜.

摘要： 文章将ICP刻蚀技术应用于刻蚀HgCdTe,使用微区X射线光电子光谱学(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等表面分析技术研究了ICP各工艺参数,包括ICP功率、气体成分与配比、腔体压力等对刻蚀表面形貌、刻蚀后表面成分、聚合物形成的影响.XPS分析结果发现,使用光刻胶作掩模时,刻蚀气体CH4会与光刻胶发生反应,生成物可能为C6H5(CH3).如果腔体压力较高,生成物不能及时被带走,就会附着在样品表面上,使样品表面发黑;当腔体压力较低时,生成物被及时带走,则样品表面光亮,无聚合物残留.光刻胶也会与H2发生反应,生成多种含C有机物.SiO2作掩模时,在一定的条件下,CH4会与SiO2或者真空硅脂发生反应,生成聚脂薄膜.

摘要： 文章将ICP刻蚀技术应用于刻蚀HgCdTe,使用微区X射线光电子光谱学(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等表面分析技术研究了ICP各工艺参数,包括ICP功率、气体成分与配比、腔体压力等对刻蚀表面形貌、刻蚀后表面成分、聚合物形成的影响.XPS分析结果发现,使用光刻胶作掩模时,刻蚀气体CH4会与光刻胶发生反应,生成物可能为C6H5(CH3).如果腔体压力较高,生成物不能及时被带走,就会附着在样品表面上,使样品表面发黑;当腔体压力较低时,生成物被及时带走,则样品表面光亮,无聚合物残留.光刻胶也会与H2发生反应,生成多种含C有机物.SiO2作掩模时,在一定的条件下,CH4会与SiO2或者真空硅脂发生反应,生成聚脂薄膜.

摘要： 首次报道了HgCdTe焦平面探测器微台面列阵成形工艺的干法技术有关刻蚀速率的一些研究结果.从HgCdTe外延材料的特点出发,详细分析了其干法刻蚀适用的RIE(ReactiveIon Etching)设备、刻蚀原理以及刻蚀速率的影响因素.采用ICP(Inductively Coupled Plasma)增强型RIE技术,研究了一种标准刻蚀条件的微负载效应(etch lag)对刻蚀速率的影响,以及刻蚀非线性问题,并获得刻蚀速率随时间的关系.

摘要： 首次报道了HgCdTe焦平面探测器微台面列阵成形工艺的干法技术有关刻蚀速率的一些研究结果.从HgCdTe外延材料的特点出发,详细分析了其干法刻蚀适用的RIE(ReactiveIon Etching)设备、刻蚀原理以及刻蚀速率的影响因素.采用ICP(Inductively Coupled Plasma)增强型RIE技术,研究了一种标准刻蚀条件的微负载效应(etch lag)对刻蚀速率的影响,以及刻蚀非线性问题,并获得刻蚀速率随时间的关系.

摘要： 首次报道了HgCdTe焦平面探测器微台面列阵成形工艺的干法技术有关刻蚀速率的一些研究结果.从HgCdTe外延材料的特点出发,详细分析了其干法刻蚀适用的RIE(ReactiveIon Etching)设备、刻蚀原理以及刻蚀速率的影响因素.采用ICP(Inductively Coupled Plasma)增强型RIE技术,研究了一种标准刻蚀条件的微负载效应(etch lag)对刻蚀速率的影响,以及刻蚀非线性问题,并获得刻蚀速率随时间的关系.

摘要： 首次报道了HgCdTe焦平面探测器微台面列阵成形工艺的干法技术有关刻蚀速率的一些研究结果.从HgCdTe外延材料的特点出发,详细分析了其干法刻蚀适用的RIE(ReactiveIon Etching)设备、刻蚀原理以及刻蚀速率的影响因素.采用ICP(Inductively Coupled Plasma)增强型RIE技术,研究了一种标准刻蚀条件的微负载效应(etch lag)对刻蚀速率的影响,以及刻蚀非线性问题,并获得刻蚀速率随时间的关系.

摘要： 首次报道了HgCdTe焦平面探测器微台面列阵成形工艺的干法技术有关刻蚀速率的一些研究结果.从HgCdTe外延材料的特点出发,详细分析了其干法刻蚀适用的RIE(ReactiveIon Etching)设备、刻蚀原理以及刻蚀速率的影响因素.采用ICP(Inductively Coupled Plasma)增强型RIE技术,研究了一种标准刻蚀条件的微负载效应(etch lag)对刻蚀速率的影响,以及刻蚀非线性问题,并获得刻蚀速率随时间的关系.

摘要： 文中对Schaake[1]和Chen[2]两种腐蚀剂在{111}B的HgCdTe外延材料上形成的腐蚀坑特性进行了研究.通过实验确定了两种腐蚀剂的最佳腐蚀时间,实验结果发现两种方法都在外延材料表面产生了两种不同类型的腐蚀坑,Schaake腐蚀坑是一种为三角形,另一种为腰果状,而Chen腐蚀坑是侧向腐蚀面坡度不同的两种三角形.实验进一步证明Chen的较陡三角形腐蚀坑和Schaake的两种腐蚀坑具有位错腐蚀坑的特性,并且我们发现大部分位错具有穿越特性,而且位错线方向与方向具有一定的角度.实验观察发现,宏观缺陷附近的腐蚀坑密度会有比较大的增值.

摘要： 本发明公开了一种长波HgCdTe光伏器件暗电流的测试方法。其中，该方法包括：步骤A，将样品安装在液氮杜瓦中，并按定义焊接好引线；步骤B，在杜瓦中安装冷屏并加入温度传感器；步骤C，对液氮杜瓦进行抽取真空操作；步骤D，用测试线连接杜瓦与半导体测试分析仪；步骤E，基于半导体测试分析仪对样品进行电压测试并保存数据；步骤F，基于半导体测试分析仪对数据进行分析。通过本发明，解决了现有技术中长波器件的暗电流无法低成本快速准确测量的问题，可以满足短时间内对批量长波器件的暗电流无损侦测，以方便对器件的参数批量分析，数据统计，用来指导工艺改进。

摘要： 本发明涉及包括至少一个具有异质结构的p‑n型二极管的装置，所述装置包括HgCdTe衬底，所述HgCdTe衬底对于每个二极管包括：第一部分(4)，具有第一镉浓度；浓缩部分(11)，具有大于第一浓度的第二镉浓度，从而与所述第一部分(4)形成异质结构；以及p+型掺杂带(9)，位于所述浓缩部分(11)内并延伸到所述第一部分中，从而与被称为单独板(1)的所述第一部分(4)的n型掺杂部分形成p‑n结(10)，其特征在于，所述浓缩部分(11)仅位于p+型掺杂带(9)内，并且形成具有给定镉浓度的壳体(12)。

摘要： 本发明提供了一种HgCdTe器件钝化层的电学接触孔刻蚀方法，包括以下步骤：在HgCdTe外延片上制备出金属阻挡电极的光刻胶图形，再通过镀膜技术沉积一层金属，然后去除光刻胶表面的金属并去除光刻胶，形成金属阻挡电极；在制备有金属阻挡电极的外延片表面沉积一层钝化层；通过光刻胶在钝化层表面制备出含电学接触孔结构的光刻胶图形，作为在钝化层上刻蚀电学接触孔的掩膜；通过干法刻蚀，刻蚀掉光刻胶孔处裸露的钝化层材料，直至露出金属阻挡电极；通过溶剂湿法或者氧离子干法去除光刻胶掩膜。本发明的金属阻挡电极可以保护外延片在后面刻蚀工艺中免受离子轰击而损伤，适用于小像元器件的制备。

摘要： 本发明涉及一种石墨烯基HgCdTe复合薄膜材料的制备方法，涉及红外光电材料领域。其特征在于采用化学气相沉积法和激光分子束外延法，制备了石墨烯基HgCdTe复合薄膜材料。所述制备方法制备时间短、所需温度低、组分可控，获得的复合薄膜的载流子迁移率提高了约30倍，面电阻降低了26倍。

摘要： 本发明提供了一种p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法，包括：在衬底的p型HgCdTe复合膜层的表面进行光刻，得到带有接触孔的衬底；将带有接触孔的衬底放置在盛有水的容器中进行第一次浸润，以消除接触孔内的气泡；在超声的条件下，将浸润好的衬底放入盛有腐蚀液的容器中进行腐蚀；将腐蚀完毕的衬底用水冲洗后放置在盛有水的容器中进行第二次浸润，以防止腐蚀液继续留在接触孔内。本发明提供的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法是一种超声辅助湿法腐蚀方法，超声过程产生上下运动的振动波，致使腐蚀液垂直方向运动远强于横向运动，有利于解决腐蚀过程中横向钻蚀的问题。

摘要： 本发明公开了一种长波HgCdTe光伏器件暗电流的测试方法。其中，该方法包括：步骤A，将样品安装在液氮杜瓦中，并按定义焊接好引线；步骤B，在杜瓦中安装冷屏并加入温度传感器；步骤C，对液氮杜瓦进行抽取真空操作；步骤D，用测试线连接杜瓦与半导体测试分析仪；步骤E，基于半导体测试分析仪对样品进行电压测试并保存数据；步骤F，基于半导体测试分析仪对数据进行分析。通过本发明，解决了现有技术中长波器件的暗电流无法低成本快速准确测量的问题，可以满足短时间内对批量长波器件的暗电流无损侦测，以方便对器件的参数批量分析，数据统计，用来指导工艺改进。

摘要： 本发明涉及包括至少一个具有异质结构的p-n型二极管的装置，所述装置包括HgCdTe衬底，所述HgCdTe衬底对于每个二极管包括：第一部分(4)，具有第一镉浓度；浓缩部分(11)，具有大于第一浓度的第二镉浓度，从而与所述第一部分(4)形成异质结构；以及p+型掺杂带(9)，位于所述浓缩部分(11)内并延伸到所述第一部分中，从而与被称为单独板(1)的所述第一部分(4)的n型掺杂部分形成p-n结(10)，其特征在于，所述浓缩部分(11)仅位于p+型掺杂带(9)内，并且形成具有给定镉浓度的壳体(12)。

摘要： 本实用新型公开了一种钝化前Si基HgCdTe芯片清洗装置。该装置包括二氧化碳储罐（1），二氧化碳储罐（1）通过冷却器（2）、输送泵（3）和热转换器（4）连接到清洁室（5）；清洁室（5）中含有活动式喷嘴（6）、芯片架（7）、压力控制器（8）、光强检测机构（10）；光强检测机构（10）连接一处理器（15）；清洁室（5）的出口连接通过二氧化碳分离槽（12）连接二氧化碳储罐（1）。本实用新型能够克服传统手工清理钝化前Si基HgCdTe芯片工艺的不足，缩短清洗时间，避免有毒有害有机溶剂的使用，降低了对操作人员的技术要求，使得对芯片的清洁转向自动化，同时还充分发挥了超临界二氧化碳高扩散性、高溶解性和绿色环保的特点。