本文研究了不同技術(shù)路線制備的長波碲鎘汞紅外探測器件暗電流的特性。針對(duì)長波碲鎘汞器件表面漏電大的特點(diǎn),提出了使用真空下對(duì)在Au摻雜P型碲鎘汞材料上電子束生發(fā)生長CdTe鈍化層退火的工藝,在CdTe/HgCdTe界面處形成組分低度緩變區(qū),降低表面電荷對(duì)碲鎘汞內(nèi)部的影響,對(duì)該工藝做出系統(tǒng)的研究,并利用該工藝制備了器件,通過設(shè)計(jì)變面積二極管陣列和柵控二極管結(jié)構(gòu),表征該工藝對(duì)器件性能的作用。此外,為了更好的表征長波碲鎘汞紅外探測器件的性能,本文搭建了利用傅里葉變換紅外光譜儀測試焦平面器件光譜的系統(tǒng),取得了良好的結(jié)果。為制備大規(guī)模長波碲鎘汞紅外探測器件提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容如下:1.不同工藝路線暗電流的研究。汞空位n-on-p平面型器件較小反偏和零偏附近的漏電流主要是產(chǎn)生復(fù)合電流,較大反偏時(shí)直接隧穿電流在漏電流中起主導(dǎo)作用。通過對(duì)Au摻雜型n-on-p平面型器件暗電流隨材料載流子濃度變化的研究發(fā)現(xiàn),隨著材料載流子濃度地增加,較小反偏和零偏附近的漏電流從主要由產(chǎn)生復(fù)合電流和擴(kuò)散電流組成變成主要由產(chǎn)生復(fù)合電流主導(dǎo),但產(chǎn)生復(fù)合電流的大小與材料載流子濃度相關(guān)性不大;較大反偏時(shí),直接隧穿電流隨載流...

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 紅外探測器概述
        1.1.1 紅外輻射
        1.1.2 紅外探測器
    1.2 碲鎘汞紅外焦平面探測器
        1.2.1 碲鎘汞材料
        1.2.2 碲鎘汞紅外焦平面探測器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.3 碲鎘汞長波紅外探測器
    1.3 紅外焦平面器件的制備技術(shù)
        1.3.1 器件結(jié)構(gòu)
        1.3.2 工藝路線
        1.3.3 HgCdTe紅外焦平面器件制備的鈍化工藝
        1.3.4 鈍化層互擴(kuò)散退火
    1.4 紅外焦平面器件的表征技術(shù)
        1.4.1 器件單元性能表征
        1.4.2 焦平面性能表征
    1.5 本文的研究目的與內(nèi)容
        1.5.1 本文的研究目的
        1.5.2 本文的研究內(nèi)容
第2章 長波紅外碲鎘汞器件暗電流的測試與分析
    2.1 碲鎘汞紅外探測器暗電流擬合分析
        2.1.1 解析模型
        2.1.2 數(shù)值模型
    2.2 變面積二極管陣列暗電流
    2.3 不同結(jié)構(gòu)長波HgCdTe單元器件暗電流的測試結(jié)果與分析
        2.3.1 汞空位n-on-p平面結(jié)型長波HgCdTe單元器件
        2.3.2 Au摻雜型n-on-p平面結(jié)型長波HgCdTe單元器件
        2.3.3 p-on-n臺(tái)面結(jié)型長波HgCdTe單元器件
    2.4 本章小結(jié)
第3章 CdTe/HgCdTe退火工藝研究
    3.1 HgCdTe紅外焦平面器件CdTe鈍化退火工藝
        3.1.1 CdTe薄膜生長工藝研究
        3.1.2 CdTe/HgCdTe體系退火工藝的研究
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.2.1 電子束蒸發(fā)工藝生長CdTe
        3.2.2 210²40℃退火
        3.2.3 260³00℃退火
        3.2.4 HgTe氣氛退火
        3.2.5 兩步退火工藝
        3.2.6 組分?jǐn)U散的理論分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 退火工藝制備HgCdTe長波器件制備與表征
    4.1 退火工藝制備HgCdTe長波器件基本結(jié)構(gòu)和工藝
        4.1.1 器件結(jié)構(gòu)
        4.1.2 工藝流程
    4.2 退火工藝制備HgCdTe長波器件的性能表征
        4.2.1 暗電流的測試與分析
        4.2.2 變面積二極管陣列
        4.2.3 柵控二極管
        4.2.4 1/f噪聲
        4.2.5 高溫貯存能力
    4.3 本章小結(jié)
第5章 傅里葉變換紅外光譜儀測試焦平面光譜
    5.1 紅外焦平面器件光譜的測試方法
        5.1.1 傅里葉變換光譜
        5.1.2 光柵光譜
    5.2 傅里葉變換紅外光譜儀
        5.2.1 傅里葉光譜變換紅外儀測試的基本原理
        5.2.2 誤差分析
    5.3 測試系統(tǒng)搭建
        5.3.1 硬件系統(tǒng)
        5.3.2 軟件系統(tǒng)
        5.3.3 平臺(tái)搭建過程中遇到的問題
    5.4 光譜測試
        5.4.1 短波器件光譜的測試
        5.4.2 中波器件光譜測試
        5.4.3 焦平面器件中多光敏元光譜
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)和展望
    6.1 本文的主要結(jié)論
    6.2 問題與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：4048118