| 题名 | 碲镉汞红外探测器的侧面钝化研究 |
| 作者 | 徐勤飞 |
| 答辩日期 | 2008-06-05 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 龚海梅 |
| 关键词 | 碲镉汞 长波光导红外探测器 侧面钝化 热浸 紫外光照射 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 碲镉汞Hg1-xCdxTe是二元化合物CdTe和HgTe的连续固熔体，通过调节x值可得到不同的Eg，通过连续改变其禁带宽度，可以获得几乎覆盖所有重要红外大气窗口的响应波段。加上其在航空航天、医学成像、产业测温、安全防范等民用领域和军事领域的应用及其优良的特性而受到人们的特别重视。但由于其物理化学稳定性差，造成制备上的困难和影响到器件的长期稳定性，有些科学家一直在试图寻找碲镉汞的替代品，但发展至今，仍然不能够将碲镉汞淡出红外应用。 随着航天遥感对红外探测器的性能及可靠性要求不断提高和探测器光敏元面积的逐步缩小，侧面面积所占的比重已经不可忽略。所以，研究器件的侧面钝化技术，从理论和实验上探索如何改善侧面和表面状况，保护表面和侧表面不被外界污染和损伤及减少表面态密度、表面复合速率，提高探测器的性能和稳定性，有十分重要的学术意义和应用价值。 本文主要围绕碲镉汞红外光导探测器的侧面钝化展开研究，研究了侧面钝化器件的性能和热稳定性，为小光敏元碲镉汞红外探测器的研究提供了依据。利用不同的钝化方式，制备了光敏元面积大小不同的常规钝化和侧面钝化碲镉汞红外探测器，通过比较不同钝化方式制备的常规钝化和侧面钝化碲镉汞红外探测器的常温、低温电阻、信号、噪声、响应率、探测率等最终性能的优劣，揭示侧面钝化器件拥有可以与常规器件媲美的性能；同时通过比较不同钝化方式制备的常规钝化和侧面钝化碲镉汞红外探测器热稳定性及不同大小光敏元面积的侧面钝化探测器的热稳定性，揭示侧面钝化器件拥有更好的热稳定性。 SEM测试结果表明，离子束刻蚀后，侧表面留下了刻痕。侧面钝化工艺中，用2％溴乙醇溶液腐蚀损伤层后，侧表面明显变光滑，有效的抚平了刻蚀痕迹，去除了部分刻蚀工艺对侧面引入的损伤，也有效缓和了刻蚀带来的凹凸沟壑，有利于侧面得到更好的钝化。 利用磁力搅拌阳极氧化法和热蒸发ZnS法对碲镉汞红外光导探测器钝化，各制备了四种光敏元面积大小（50μm×50μm、100μm×100μm、200μm×200μm、400μm×400μm）的八元碲镉汞探测器。比较了侧面钝化和常规钝化碲镉汞红外探测器的常温电阻、低温电阻、信号、噪声、响应率、探测率等性能的优劣，揭示侧面钝化后，器件仍然可以达到常规钝化器件的性能，最好性能探测器，探测率可以达到1.6×1010 cmHz1/2W-1。进而证明了侧面钝化的可行性。 对侧面钝化和常规钝化碲镉汞红外探测器做了热浸的对比实验，在70℃（16h）、70℃（16h）、75℃（16h）、80℃（16h）、85℃（16h）下热浸，比较热浸后的性能和响应光谱的变化，得出85℃烘烤后，截止波长相比热浸前，没有明显变化，而90℃烘烤后，器件的截止波长都变短，证明90℃烘烤对于常规器件和侧面钝化器件都造成了Hg的溢出。同时，热浸过程中，侧面钝化后，器件的性能向良势发展，而常规钝化器件性能没有如此大的变化，得出热浸起到了退火的作用，尤其对于表面和侧面有了良好钝化的侧面钝化器件更为明显。同时，对于不同光敏元面积的侧面钝化器件的热浸后性能和光谱做了比较，证明面积越小，器件的热稳定性越好。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4930]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐勤飞. 碲镉汞红外探测器的侧面钝化研究[D]. 中国科学院研究生院. 2008. |
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