1 Kunming Institute of Physics, Kunming650223, China
2 Key Laboratory of Optoelectronic Technology & Systems, Chongqing University, Chongqing 400044, China,3. College of Engineering, Swansea University, Swansea SA1 8EN, United Kingdom,4. Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai00083, China
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太赫兹波由于其独特的光学和电学性质，在物理学、生物学、公共安全检查、局域通信、信息安全、环境监测、无损检测和**科技等民用或**领域都有着广阔的应用前景。太赫兹探测器作为太赫兹领域的核心器件，在太赫兹系统中扮演着重要角色。因此太赫兹探测器的性能，决定了太赫兹系统的应用市场。近年来，太赫兹探测器的发展已取得突破性的成果，但是太赫兹探测器还存在着一些普遍的问题，制冷的太赫兹探测器虽然有响应速率快和噪声等效功率低等优点，但是其紧凑性不好，并且成本较高。室温可工作的太赫兹探测器虽然不需要制冷环境，但是噪声等效功率偏大，灵敏度也不高。该综述从太赫兹探测器的制备材料和器件形式等方面，阐述了太赫兹探测器的发展现状及其应用领域。
太赫兹探测器 材料 研究进展 应用现状 terahertz detectors materials research progress application status
采用不同工艺制备了中波碲镉汞(HgCdTe)雪崩二极管(APD)器件, 利用不同方法对其结特性和增益随偏压变化关系进行了表征, 并基于Beck模型和肖克莱解析式进行了拟合分析.结果表明, 不同工艺制备的APD器件饱和耗尽区宽度分别为1.2 μm 和2.5 μm, 较宽的耗尽层有效抑制了高反偏下器件的隧道电流, 器件有效增益则从近100提高至1000以上.用肖克莱解析式拟合HgCdTe APD器件增益-偏压曲线, 获得了较好的效果.拟合结果与Sofradir公司的J. Rothman的报道相似.
中波碲镉汞 雪崩光电二极管 增益 midium wave (MW) HgCdTe avalanche photodiode gain C-V C-V 红外与毫米波学报
2019, 38(2): 02175
采用不同的溅射功率在长波 HgCdTe(碲镉汞)薄膜表面沉积了 CdTe钝化膜, 制备了相应的 MIS器件和二极管器件, 并对器件进行了 I-V测试和 C-V测试, 研究了溅射功率对 CdTe钝化膜和器件性能的影响。结果表明, CdTe钝化膜溅射功率由 140 W升高到 180 W后, 沉积速率显著增加, 由 3.5 nm/min增加到了 9.5 nm/min; HgCdTe/钝化层界面固定电荷面密度增大, 由 2.43×1011 cm —2增大到了 2.83×1011 cm —2; 慢界面态密度也随溅射功率的增加而增大。
长波碲镉汞 溅射功率 CdTe钝化膜 界面电学特性 long wavelength HgCdTe sputtering power CdTe passivation film I-V C-V I-V C-V
本文基于ICP 方法对长波HgCdTe 材料表面进行了氢化处理，首次在同一焦平面器件上实现了氢化工艺效果的对比。利用原子力显微镜（AFM）、低温探针台系统和焦平面测试系统对HgCdTe 材料表面微观形貌及相关器件的电学特性进行了表征分析，结果表明：对长波HgCdTe 材料表面进行氢化处理能有效降低MIS 器件的界面态、改善二极管器件性能，同时能够增大焦平面器件的信号响应度、减小盲元率。该研究对改善长波HgCdTe/钝化层的界面态以及提高长波HgCdTe 器件性能提供了依据。
长波碲镉汞 氢化处理 界面电学特性 焦平面器件测试 long wavelength HgCdTe hydrogenation AFM AFM interface electrical characteristic I-V I-V focal plane device test
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 北京理工大学 物理学院，北京 100081
4 北京理工大学 自动化学院，北京 100081
5 香港理工大学 应用物理系，香港
非制冷太赫兹成像探测技术作为太赫兹研究领域的重要组成部分，目前已成为各国研究的热点之一。本文综述了近年来国内外非制冷太赫兹成像探测技术的研究进展，着重介绍了基于光热效应的微辐射热计和基于光子效应的场效应晶体管太赫兹探测器及其成像技术研究进展，分析了非制冷太赫兹成像探测器的现状及发展前景，对于研究非制冷太赫兹成像探测技术及应用具有一定的参考价值。
太赫兹 非制冷太赫兹成像探测技术 噪声等效功率 terahertz uncooled terahertz imaging detection technology noise-equivalent power
针对大面积碲镉汞表面钝化膜的应力问题，基于磁控溅射技术在3 in Ge基碲镉汞表面采用不同工艺条件沉积了ZnS 钝化膜，并对其进行了退火处理。利用台阶仪和原子力显微镜（AFM）对ZnS 钝化膜的应力及表面形貌进行了表征分析，结果表明：在磁控溅射方法中适当提高沉积温度和降低溅射功率，有效降低了ZnS 钝化膜应力，平均应力由原来的924 MPa 减小到749 MPa，且提高了应力分布均匀性；此外，退火处理有效降低了钝化膜的应力，并改善了ZnS薄膜的晶粒大小一致性和致密度。该研究为减小大尺寸碲镉汞表面钝化膜应力提供了思路。
表面钝化 ZnS钝化膜 钝化膜应力 退火 锗衬底 碲镉汞 surface passivation ZnS passivation film passivation film stress anneal AFM AFM Ge substrate HgCdTe
采用不同工艺生长了CdTe/ZnS复合钝化层, 制备了相应的长波HgCdTe栅控二极管器件并进行了不同条件下I-V测试分析.结果表明, 标准工艺制备的器件界面存在较高面密度极性为正的固定电荷, 在较高的反偏下形成较大的表面沟道漏电流, 对器件性能具有重要的影响.通过钝化膜生长工艺的改进有效减小了器件界面固定电荷面密度, 使HgCdTe表面从弱反型状态逐渐向平带状态转变, 表面效应得到有效抑制, 器件反向特性获得显著改善.此外, 基于最优的工艺条件制备的器件界面态陷阱数量得到大幅降低, 器件稳定性增强；同时器件R0A随栅压未发生明显地变化.
长波碲镉汞 表面钝化 栅控二极管 LW HgCdTe surface passivation gate-controlled diode I-V I-V R0A R0A
介绍了美国、以色列、法国等西方发达国家在数字化中波红外焦平面探测器方面的研究现状及发展趋势。从数字读出电路(ROIC)角度出发, 阐述了上述三个发达国家开发的列级ADC数字化中波红外焦平面探测器的最新研究成果。在SWaP概念牵引下, 以色列、法国都推出了小像元(中心距为10 μm及以下)、高温工作、数字化输出的百万像素中波红外焦平面探测器组件。最后介绍了昆明物理研究所在数字化红外焦平面探测器组件研究方面取得的最新进展。昆明物理研究所突破列级ADC数字读出电路关键技术后, 研制出一系列中心距(15 μm、20 μm、25 μm)的640×512列级ADC数字化中波红外焦平面探测器组件, 主要技术指标与国外同类数字化中波红外焦平面探测器组件相当。
列级ADC数字读出电路 中波焦平面 数字化制冷红外探测器组件 column-level ADC ROIC mid-wave focal plane array digital cooled infrared detector assembly 红外与激光工程
2017, 46(1): 0102003
介绍了欧美发达国家在高工作温度碲镉汞中波红外探测器上的工艺技术路线及典型产品技术指标。对昆明物理研究所研制的基于标准 n-on-p(Hg空位掺杂)工艺的中波 640×512(15 .m)探测器进行了高工作温度性能测试, 测试结果显示器件性能基本达到国外产品的同期研制水平。
碲镉汞 高工作温度 红外探测器 标准 n-on-p工艺 HgCdTe(MCT) HOT infrared detector standard n-on-p process
采用CdTe/ZnS复合钝化技术对长波HgCdTe薄膜进行表面钝化, 并对钝化膜生长工艺进行了改进。采用不同钝化工艺分别制备了MIS器件和二极管器件, 并进行了SEM、C-V和I-V表征分析, 研究了HgCdTe/钝化层之间的界面特性及其对器件性能的影响。结果表明, 钝化工艺改进后所生长的CdTe薄膜更为致密且无大的孔洞, CdTe/HgCdTe界面晶格结构有序度获得改善; 采用改进的钝化工艺制备的MIS器件C-V测试曲线呈现高频特性, 界面固定电荷面密度从改进前的1.67×1011 cm-2下降至5.69×1010 cm-2; 采用常规钝化工艺制备的二极管器件在较高反向偏压下出现较大的表面沟道漏电流, 新工艺制备的器件表面漏电现象获得了有效抑制。
长波碲镉汞 表面钝化 LW HgCdTe surface passivation SEM SEM C-V C-V I-V I-V 红外与激光工程
2016, 45(9): 0904001
