碲鎘汞光導器件工藝與損傷評價研究.pdf

1、窄禁帶半導體Hg1-xCdxTe是目前制備紅外探測器最重要的半導體材料之一。碲鎘汞紅外探測器在遙感、夜視、通訊和監(jiān)測等領域發(fā)揮著重要作用。隨著對器件性能的要求越來越高，提升制備工藝水平成為重點研究的方向。本文圍繞碲鎘汞光導器件制備過程中的拋光和干法刻蝕兩項關(guān)鍵工藝，以減小制備過程中的材料損傷為目的進行了研究。
　　一.利用正交試驗法研究了拋光工藝條件對碲鎘汞材料亞表面損傷的影響，分別研究了粗拋和精拋的載物夾具重量、拋光時間和拋光盤

2、轉(zhuǎn)速與亞表面損傷深度的關(guān)系，獲得了三個拋光條件對亞表面損傷深度的影響大小，以及使亞表面損傷深度最小的最佳拋光條件。通過回歸分析，獲得了亞表面損傷深度與粗拋工藝中載物夾具重量、拋光時間和拋光盤轉(zhuǎn)速之間的回歸方程，為拋光工藝的優(yōu)化和亞表面損傷深度的預測提供了參考依據(jù)。
　　二.研究了拋光產(chǎn)生的亞表面損傷對碲鎘汞材料和光導器件性能的影響。通過微波反射光電導衰退法獲得材料少子壽命，發(fā)現(xiàn)隨著去除亞表面損傷深度增加，材料的少子壽命大幅提高;通

3、過變溫霍爾測試獲得材料遷移率和載流子濃度與亞表面損傷深度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)損傷層中的缺陷和雜質(zhì)引起電離散射作用變強，導致材料低溫區(qū)遷移率下降和載流子濃度上升。通過對比去除不同深度亞表面損傷的兩組光導器件，發(fā)現(xiàn)完全去除亞表面損傷可以使拐點電阻所對應的溫度降低，短波方向的光譜響應明顯改善，并且器件噪聲得到降低、響應率和探測率增加。
　　三.研究了干法刻蝕對碲鎘汞光導器件性能的影響。分別用離子束刻蝕(IBM)和電感耦合等離子體刻蝕(ICP)技