碲鎘汞光導(dǎo)器件工藝與損傷評(píng)價(jià)研究.pdf

1、窄禁帶半導(dǎo)體Hg1-xCdxTe是目前制備紅外探測(cè)器最重要的半導(dǎo)體材料之一。碲鎘汞紅外探測(cè)器在遙感、夜視、通訊和監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著對(duì)器件性能的要求越來越高，提升制備工藝水平成為重點(diǎn)研究的方向。本文圍繞碲鎘汞光導(dǎo)器件制備過程中的拋光和干法刻蝕兩項(xiàng)關(guān)鍵工藝，以減小制備過程中的材料損傷為目的進(jìn)行了研究。
　　一.利用正交試驗(yàn)法研究了拋光工藝條件對(duì)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(shí)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(gè)拋光條件對(duì)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(shí)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(yù)測(cè)提供了參考依據(jù)。
　　二.研究了拋光產(chǎn)生的亞表面損傷對(duì)碲鎘汞材料和光導(dǎo)器件性能的影響。通過微波反射光電導(dǎo)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(cè)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(qiáng)，導(dǎo)致材料低溫區(qū)遷移率下降和載流子濃度上升。通過對(duì)比去除不同深度亞表面損傷的兩組光導(dǎo)器件，發(fā)現(xiàn)完全去除亞表面損傷可以使拐點(diǎn)電阻所對(duì)應(yīng)的溫度降低，短波方向的光譜響應(yīng)明顯改善，并且器件噪聲得到降低、響應(yīng)率和探測(cè)率增加。
　　三.研究了干法刻蝕對(duì)碲鎘汞光導(dǎo)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