| 题名 | 碲镉汞红外探测器薄膜附着力的评价研究 |
| 作者 | 钱大憨 |
| 答辩日期 | 2011-05-17 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 贾嘉 |
| 关键词 | 碲镉汞红外探测器 薄膜附着力 附着力测试方法 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | HgCdTe以其独特的优点在红外领域发挥着巨大的作用，其应用的特点和低温工作环境要求Hg1-xCdxTe探测器具有极高的可靠性，这对制备Hg1-xCdxTe探测器的每一个工艺步骤提出严格要求。Hg1-xCdxTe红外探测器芯片结构中常用金属膜的附着性能是影响器件性能和可靠性的重要因素。常见金属薄膜与硅及硅氧化物间的附着性能已有很多研究报道，但在Hg1-xCdxTe探测器薄膜附着力方面，却没有深入的研究。在以往的Hg1-xCdxTe探测器的制备工艺中，薄膜附着性的评价多采用手工剥离、目测的方法评价，而其结果表征只是用“好”、“较好”和“不好”来定性描述，缺乏定量化的评价手段。 从实验上探索适合Hg1-xCdxTe红外探测器薄膜附着力的测试方法，并对薄膜附着性能进行定量的分类评价，从而通过优化薄膜制备工艺来改善器件上的薄膜附着性能，在Hg1-xCdxTe探测器的薄膜制备工艺评价和器件薄膜可靠性方面都具有十分重要的实际意义和应用价值。 本文主要围绕碲镉汞红外探测器薄膜附着力展开研究，结合碲镉汞材料和常用金属薄膜的特点，从已有的薄膜附着力测试方法中选择了适合碲镉汞红外探测器薄膜附着力测试的方法，结合实验室的实际测试需要搭建了一套薄膜附着力测试系统，并制订了碲镉汞红外探测器薄膜附着力的常规测试程序，结合在金属薄膜上形成的“百格”图形，对碲镉汞红外探测器In/Au电极薄膜进行了一些附着力测试。本论文的主要结果有：1. 综合各种因素，选取了180°胶带剥落法作为碲镉汞红外探测器薄膜附着力的测试方法。2. 建立了一套基于180°胶带剥落法的碲镉汞红外探测器薄膜附着力测试系统，该系统也可以拓展应用于直接牵引拉脱法，可以测试宝石片上电极板薄膜的附着力测试。3. 初步制定了适合碲镉汞红外探测器薄膜附着力的常规测试程序，结合“百格法”对薄膜附着力进行评价，利用刻蚀或浮胶在薄膜上形成百格图形，进行180°胶带剥落，根据薄膜脱落情况来评价薄膜附着性能。4. 根据所制订的180°胶带剥落测试程序和“百格法”评价方法测得：目前我们In/Au薄膜的附着力强度在0.08 N/mm~0.25 N/mm或以上，工程用光导器件In/Au薄膜（300 nm）的薄膜（刻蚀工艺）附着强度在0.36~0.49 N/mm。5. 刻蚀工艺形成的金属薄膜图形（100 μm×100 μm）附着性比浮胶工艺形成的金属薄膜附着性要好，碲镉汞晶片的表面清洗和利用溅射系统的辅源轰击对晶片表面清洗能增强薄膜附着力。6. 刻蚀工艺形成薄膜的厚度大于300nm时，薄膜附着力略低但相差不大；厚度过大（1000nm）时晶界对附着性能影响明显。7. 以Au膜的归一化电阻和电阻变化率为考察目标，用正交设计试验方法对双离子束溅射系统的工作参数进行了优化，在离子束能量取800 eV，离子束流为100 mA，加速电压为160 V条件下生长的Au膜的归一化电阻较小，室温低温电阻变化率较大。8. 对光导型红外探测器的曲面延伸电极进行了表征，证实曲面延伸电极抗低温冲击能力较好。对薄膜制备工艺进行了改进，SEM观察表明先生长20 nm/600 nm的Cr/Au，然后再溅射20 nm/300 nm的In/Au，得到的曲面延伸电极薄膜形貌较好，在台阶侧面处也没有裂纹和孔洞出现；且台阶侧面的金属薄膜呈柱状生长，柱状晶粒完整性较好，薄膜也较为致密。 本文的工作为工程用碲镉汞光导探测器的薄膜附着性能监控提供了一种有效的方法。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5362]  |
| 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 | 钱大憨. 碲镉汞红外探测器薄膜附着力的评价研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011. |
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