【摘要】：紅外焦平面探測(cè)器因?yàn)榫哂休^高的分辨率、較強(qiáng)的抗干擾性能和較強(qiáng)的穿透能力,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。碲鎘汞(HgCdTe)材料具有帶隙連續(xù)可調(diào)、高量子效率和高電子遷移率等優(yōu)點(diǎn),因此可用于生產(chǎn)高性能紅外焦平面探測(cè)器(FPA),然而,干法刻蝕引起的HgCdTe材料表面的損傷嚴(yán)重制約了紅外焦平面探測(cè)陣列的性能。本文采用具有高信噪比和高空間分辨率的光電流面掃描方法(SPCM)來(lái)表征Hg空位p型Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0.22)材料刻蝕損傷器件(具有四個(gè)不同刻蝕溫度區(qū)域)。最后發(fā)現(xiàn),SPCM的峰值信號(hào)隨著刻蝕溫度的降低而減小,說(shuō)明我們可以采取不同的刻蝕溫度來(lái)調(diào)控干法刻蝕誘導(dǎo)的材料表面反型程度,我們的工作為在制作大規(guī)模紅外焦平面過(guò)程中尋找最優(yōu)的刻蝕工藝提供了有效參考。然后,我們也采用SPCM方法和Sentaurus TCAD軟件對(duì)B+離子注入形成的n-on-p結(jié)進(jìn)行了研究。最后,我們基于這兩項(xiàng)研究獲得了一些創(chuàng)新性結(jié)果:1.基于SPCM方法,制備了干法刻蝕HgCdTe樣品,并提取得到不同刻蝕溫度區(qū)域(273K、223K、173K和123K)的材料表面n型擴(kuò)展區(qū)的大小分別為2.6mm,2.1mm,1.6mm和1.2mm。在n型反型區(qū)不同的電子濃度下,模擬得到的SPCM信號(hào)和實(shí)驗(yàn)所得到的SPCM信號(hào)比較一致,說(shuō)明SPCM信號(hào)的峰值信號(hào)隨著刻蝕溫度的降低而減小的現(xiàn)象主要是由n型反型區(qū)不同的電子濃度造成的,并且n型反型區(qū)的厚度隨著刻蝕溫度的增加而增大。2.對(duì)于中波(x=0.30)HgCdTe器件,低溫和高溫下具有相近的SPCM信號(hào),說(shuō)明該中波HgCdTe器件在制作過(guò)程中引入的缺陷較少,同時(shí),擴(kuò)展區(qū)的大小和溫度以及像元大小都沒(méi)有直接的關(guān)系。3.結(jié)轉(zhuǎn)變:對(duì)于長(zhǎng)波(x=0.22)HgCdTe器件,低溫下的長(zhǎng)波器件為n-on-p結(jié)構(gòu),中間溫度(100K-150K)下的長(zhǎng)波器件為n-on-n-結(jié)構(gòu),較高溫度(150K-290K)下的長(zhǎng)波器件為n--on-n-on-n-結(jié)構(gòu)。隨著溫度的升高,B+離子注入?yún)^(qū)的少子擴(kuò)散長(zhǎng)度逐漸減小,這是因?yàn)殡S著溫度升高B+離子注入?yún)^(qū)中的復(fù)合中心被激活,導(dǎo)致少子壽命減小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果模擬擬合得到陷阱能級(jí)為37.63me V,77K下,組分為0.22的HgCdTe材料的禁帶寬度約為0.1272e V,因此陷阱能級(jí)約占了帶隙的三分之一。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN215

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2465230