碲镉汞红外光伏探测器表面钝化特性和可靠性研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 邓屹 |
| 答辩日期 | 2010-06-02 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 胡晓宁 ; 叶振华 |
| 关键词 | 碲镉汞 双层钝化 湿法腐蚀 真空烘烤 实时辐照 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 钝化是碲镉汞（HgCdTe）红外焦平面探测器的关键工艺技术。本研究基于电子束蒸发镀膜和选择性腐蚀电极开口技术对HgCdTe红外探测器展开了表面CdTe/ZnS双层钝化的工艺与可靠性研究。主要研究了钝化前表面预处理工艺、双层钝化膜生长工艺、双层钝化金属电极开口工艺、栅控二极管（GATE）器件制备与表面漏电流研究，以及焦平面器件实用化过程中的器件真空烘烤与抗辐照的可靠性。主要内容如下：1. HgCdTe钝化表面的预处理工艺。通过X射线光电子能谱（XPS）测试，发现传统溴基溶液腐蚀得到的碲镉汞表面富Te，并易在较短时间内被氧化。而对于溴基溶液腐蚀后的表面，再进行乳酸醇等工艺处理，可以有效减少氧化态Te的产生。2. 电子束蒸发生长的双层钝化膜物理特性研究。胶带粘拉实验得到钝化膜的具有很好的粘附性的实验结果。通过原子力显微镜（AFM）分析了电子束蒸发镀膜的表面粗糙度和致密性，得到钝化膜表面粗糙度（RMS）小于2nm，晶粒小于15nm，具有较好的物理特性。同时通过一系列对比实验，得到了稳定生长的工艺参数。3. 双层钝化后金属电极开口的工艺研究。完善了浮胶剥离开电极孔工艺。发现了CdTe/HgCdTe选择性腐蚀液，并首次实现HgCdTe/CdTe选择性湿法腐蚀金属化开口工艺。基于系列实验获得的金属电极开口工艺参数，得到了CdTe/ZnS双层钝化的HgCdTe探测芯片制作流程。双层钝化的金属化电极孔开口技术的突破，成功实现了CdTe/ZnS双层钝化技术在HgCdTe工程器件上的应用。4. 器件表面漏电机理的初步研究。制备了栅控二极管器件，对碲镉汞探测器的表面漏电流进行了研究。通过对器件施以不同栅压，分析了器件的平带电压范围和表面固定电荷的极性，得到目前的HgCdTe双层钝化器件的表面漏电主要为表面沟道电流。5. 长波和中波CdTe/ZnS双层钝化器件的热烘烤稳定性研究。实验发现双层钝化器件相比于ZnS钝化器件有更好的烘烤稳定性。同时，发现特定烘烤条件可以提高CdTe/ZnS双层钝化器件动态阻抗，为提升碲镉汞器件性能提供了一种简便而有效的方法。6. CdTe/ZnS双层钝化器件的抗辐照特性研究。针对空间应用的辐照特性和机理，设计了具有针对性的γ实时辐照实验和瞬态损伤恢复实验。实验发现双层钝化器件具有更好的抗辐照能力。并且，双层钝化器件的动态阻抗在停止辐照后，15分钟内可以基本恢复，而ZnS钝化器件不仅辐照后动态阻抗快速降低，且不可恢复。此外，中波器件具有更好的抗辐照能力，表明中波器件禁带宽度较大，受辐照电离效应的影响相对长波器件而言比较小。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5148]  |
| 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 | 邓屹. 碲镉汞红外光伏探测器表面钝化特性和可靠性研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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