【摘要】：窄禁帶半導(dǎo)體Hg1-xCdxTe是目前制備紅外探測器最重要的半導(dǎo)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(lǐng)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(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(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(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)率和探測率增加。三.研究了干法刻蝕對碲鎘汞光導(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)技術(shù)制備了兩組碲鎘汞光導(dǎo)器件,通過變溫變磁場霍爾測試獲得了電導(dǎo)率-遷移率譜和濃度-遷移率譜,并用擬合得到的遷移率-溫度關(guān)系分析了載流子散射機(jī)制,并通過黑體測試獲得了器件光電性能,認(rèn)為ICP刻蝕對器件造成的刻蝕損傷更小。對兩組光導(dǎo)器件進(jìn)行溫度可靠性烘烤實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)熱浸過程能夠使材料中的缺陷部分消失或增加,從而導(dǎo)致器件性能變化不一致。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN215

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本文編號：2585082