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不同结构的碲镉汞长波光伏探测器的暗电流研究 被引量:22
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作者 叶振华 胡晓宁 +3 位作者 张海燕 廖清君 何力 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期86-90,共5页
对B+注入的n on p平面结和分子束外延 (MBE)技术原位铟掺杂的n+ n p台面异质结的碲镉汞 (HgCdTe)长波光伏探测器暗电流进行了对比分析 .与n on p平面结器件相比 ,原位掺杂的n+ n p台面异质结器件得到较高的零偏动态阻抗 面积值 (R0 A) ... 对B+注入的n on p平面结和分子束外延 (MBE)技术原位铟掺杂的n+ n p台面异质结的碲镉汞 (HgCdTe)长波光伏探测器暗电流进行了对比分析 .与n on p平面结器件相比 ,原位掺杂的n+ n p台面异质结器件得到较高的零偏动态阻抗 面积值 (R0 A) .通过与实验数据拟合 ,从理论上计算了这两种结构的器件在不同温度下的R0 A和在不同偏压下的暗电流 。 展开更多
关键词 光伏探测器 暗电流 碲镉汞材料 异质结 分子束外延技术 铟掺杂 红外探测器
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碲镉汞红外焦平面器件热失配应力研究 被引量:21
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作者 何力 +10 位作者 杨建荣 丁瑞军 张勤耀 胡晓宁 王建新 倪云芝 唐红兰 曹菊英 王正官 吴云 朱建妹 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期409-412,共4页
采用有限元分析方法研究了碲镉汞红外焦平面器件在低温下由于不同热膨胀系数引起的热失配应力,提出了两种焦平面器件结构,可以有效地降低热应力,并应用于实际器件的制备,明显提高了碲镉汞焦平面器件的可靠性.
关键词 红外焦平面 HGCDTE 热应力 可靠性
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硅基HgCdTe面阵焦平面器件结构热应力分析 被引量:19
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作者 胡晓宁 张海燕 +1 位作者 何力 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1020-1022,共3页
红外焦平面器件是一个多层结构,包含外延衬底、HgCdTe芯片、Si读出电路、互连In柱、粘结胶以及引线基板等,由于各层材料之间的热膨胀系数不同导致焦平面器件在工作中承受很大的热应力,热应力是导致红外焦平面器件失效的重要因素之一。... 红外焦平面器件是一个多层结构,包含外延衬底、HgCdTe芯片、Si读出电路、互连In柱、粘结胶以及引线基板等,由于各层材料之间的热膨胀系数不同导致焦平面器件在工作中承受很大的热应力,热应力是导致红外焦平面器件失效的重要因素之一。本文运用一维模型以及有限元分析方法对硅基HgCdTe320×240焦平面器件结构进行热应力分析,结果表明,改变Si衬底厚度、粘结胶的杨氏模量以及基板的热膨胀系数,都会不同程度地影响HgCdTe薄膜上的受力,其中基板的热膨胀系数对HgCdTe薄膜所受的应力影响最大。通过选用合适的基板可以有效降低HgCdTe薄膜所受的应力,从而降低器件失效率。 展开更多
关键词 红外焦平面 硅基 热应力 有限元分析
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红外焦平面器件温度循环可靠性研究 被引量:18
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作者 范广宇 龚海梅 +2 位作者 贺香荣 张燕 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期607-610,共4页
红外焦平面器件的可靠性是目前制约焦平面工程化应用的主要因素,而器件在温度循环条件下导致的衬底断裂、In柱脱开等问题又是影响器件可靠性的主要因素。温度循环下的可靠性问题是由器件组成材料的热膨胀系数不同而产生的热应力造成的,... 红外焦平面器件的可靠性是目前制约焦平面工程化应用的主要因素,而器件在温度循环条件下导致的衬底断裂、In柱脱开等问题又是影响器件可靠性的主要因素。温度循环下的可靠性问题是由器件组成材料的热膨胀系数不同而产生的热应力造成的,为保证器件在温度循环或温度冲击条件下的可靠性,就必须使器件衬底内部和互联In柱所承受的应力在其断裂强度之内,对器件结构进行优化设计是适用于中等规模器件提高温度循环可靠性的主要方法,本文针对这一问题提出了结构设计优化的主要思路,结合某红外焦平面器件,采用有限元软件仿真方法进行了结构优化设计,并通过实验证明了结构设计的正确性和可行性。 展开更多
关键词 红外焦平面 热应力 可靠性
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ZnS薄膜的溅射沉积及其XPS研究 被引量:9
5
作者 周咏东 方家熊 +2 位作者 龚海梅 汤定元 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期1127-1130,共4页
用Ar+束溅射沉积技术在HgCdTe表面实现了ZnS的低温沉积.用X射线光电子能借(XPS)对上述ZnS薄膜以及热蒸发ZnS薄膜中的Zn、S元素的化学环境进行了对比实验研究.实验表明:离子束溅射沉积ZnS薄膜具有很好... 用Ar+束溅射沉积技术在HgCdTe表面实现了ZnS的低温沉积.用X射线光电子能借(XPS)对上述ZnS薄膜以及热蒸发ZnS薄膜中的Zn、S元素的化学环境进行了对比实验研究.实验表明:离子束溅射沉积ZnS薄膜具有很好的组份均匀性,未探测到元素Zn、S的沉积. 展开更多
关键词 硫化锌薄膜 离子束溅射沉积 XPS HGCDTE
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线列红外焦平面中几种相关采样法分析 被引量:8
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作者 房骏 +1 位作者 陈新禹 方家熊 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期41-46,共6页
介绍了相关双采样法(CDS)、四δ采样、差分平均法等方法对像元复位噪声(KTC)的抑制作用,从理论上分析了这几种方法对输入噪声的影响.将这几种方法用于线列红外焦平面,并对不同方法对噪声改善的程度进行了实验比较.
关键词 相关采样 KTC噪声 红外焦平面 CDS
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第三代红外焦平面基础技术的研究进展 被引量:11
7
作者 何力 胡晓宁 +3 位作者 丁瑞军 杨建荣 张勤耀 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期696-701,共6页
叙述了围绕第三代红外焦平面的需求所进行的HgCdTe分子束外延以及台面结芯片技术研究的一些成果。对GaAs、Si基大面积异质外延、p型掺杂以及台面刻蚀等主要难点问题进行了阐述。研究表明,7.6 cm(3 in)材料的组分均匀性良好,晶格失配引... 叙述了围绕第三代红外焦平面的需求所进行的HgCdTe分子束外延以及台面结芯片技术研究的一些成果。对GaAs、Si基大面积异质外延、p型掺杂以及台面刻蚀等主要难点问题进行了阐述。研究表明,7.6 cm(3 in)材料的组分均匀性良好,晶格失配引发的孪晶缺陷可以通过合适的低温成核方法得到有效抑制。在GaAs和Si衬底上外延的HgCdTe材料的(422)X射线衍射半峰宽的典型值为55″~75″。对ICP技术刻蚀HgCdTe的表面形貌、刻蚀速率、反应微观机理、负载效应和刻蚀延迟效应以及刻蚀损伤进行了研究,得到了高选择比的掩模技术和表面光亮、各向异性较好的刻蚀形貌。采用HgCdTe多层材料试制了长波n-on-p以及p-on-n型掺杂异质结器件以及双色红外短波/中波焦平面探测器,取得了一些初步结果。 展开更多
关键词 红外焦平面 HGCDTE 台面结 分子束外延 电感耦合等离子体刻蚀技术
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长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件 被引量:9
8
作者 杨建荣 +12 位作者 何力 张勤耀 丁瑞军 方维政 陈新强 魏彦峰 巫艳 陈路 胡晓宁 王建新 倪云芝 唐红兰 王正官 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期90-92,共3页
介绍了长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件的制备技术和达到的性能参数.探测器采用离子注入平面pn结制备光敏元,通过间接倒焊技术和读出电路互联,采用8个256元焦平面模块拼接2048元线列焦平面器件.光敏元的响应截止波长达到9.9μm,相应... 介绍了长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件的制备技术和达到的性能参数.探测器采用离子注入平面pn结制备光敏元,通过间接倒焊技术和读出电路互联,采用8个256元焦平面模块拼接2048元线列焦平面器件.光敏元的响应截止波长达到9.9μm,相应的R0A达到10Ωcm2,平均峰值探测率达到9.3×1010cmHz1/2W-1,响应不均匀性为8%,有效光敏元率大于99.5%. 展开更多
关键词 长波 长线列 红外焦平面 碲镉汞
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碲镉汞 p^+-on-n长波异质结探测器的研究 被引量:9
9
作者 叶振华 吴俊 +4 位作者 胡晓宁 巫艳 王建新 何力 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期423-426,共4页
报道了HgCdTep+onn长波异质结焦平面器件的研究结果.采用由分子束外延(MBE)和原位掺杂技术生长的p+onn异质结材料,通过湿法腐蚀、台面钝化、台面金属化、铟柱制备和互连等工艺,得到了HgCdTep+onn长波异质结焦平面器件.根据IV实验结果和... 报道了HgCdTep+onn长波异质结焦平面器件的研究结果.采用由分子束外延(MBE)和原位掺杂技术生长的p+onn异质结材料,通过湿法腐蚀、台面钝化、台面金属化、铟柱制备和互连等工艺,得到了HgCdTep+onn长波异质结焦平面器件.根据IV实验结果和暗电流理论,拟合计算和分析了各种暗电流机制对器件性能的影响,且获得了器件的响应光谱和探测率. 展开更多
关键词 异质结 焦平面器件 碲镉汞 MBE 暗电流 器件性能 湿法腐蚀 长波 结焦 工艺
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HgCdTe长波光伏探测器的表面漏电流及1/f噪声研究 被引量:8
10
作者 孙涛 陈兴国 +1 位作者 胡晓宁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期3357-3362,共6页
在同一Hg1-xCdxTe晶片上(x=0.217)制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种器件,对器件烘烤前后的暗电流和1f噪声进行了测试,烘烤前发现,ZnS钝化的器件在反偏较大时具有较大的表面隧道电流,而这种表面漏电流是ZnS钝化器件具有较大1... 在同一Hg1-xCdxTe晶片上(x=0.217)制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种器件,对器件烘烤前后的暗电流和1f噪声进行了测试,烘烤前发现,ZnS钝化的器件在反偏较大时具有较大的表面隧道电流,而这种表面漏电流是ZnS钝化器件具有较大1f噪声电流的原因,通过高分辨x射线衍射中的倒易点阵技术(reciprocal spacemapping,RSM)研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是ZnS钝化器件具有较大表面漏电流和1f噪声的原因.经过高温烘烤后,ZnS钝化的器件暗电流和1f噪声增加,而双层钝化器件经过高温烘烤后性能提高.RSM的研究表明,高温烘烤后ZnS钝化的HgCdTe外延层产生大量缺陷,这些缺陷正是单层钝化器件表面漏电流和1f噪声电流增加的原因. 展开更多
关键词 HGCDTE 表面漏电流 光伏探测器 噪声研究 高分辨X射线衍射 mapping 1/f噪声 长波 高温烘烤 噪声电流 ZnS space 1/f噪声 外延层 隧道电流 倒易点阵 暗电流 钝化 器件 缺陷 单层 原因 RSM 晶片
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不同钝化结构的HgCdTe光伏探测器暗电流机制 被引量:8
11
作者 孙涛 陈文桥 +3 位作者 梁晋穗 陈兴国 胡晓宁 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期143-147,共5页
在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层 (CdTe +ZnS)钝化的两种光伏探测器 ,对器件的性能进行了测试 ,发现双层钝化的器件具有较好的性能 .通过理论计算 ,分析了器件的暗电流机制 ,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流 .通过高分辨... 在同一HgCdTe晶片上制备了单层ZnS钝化和双层 (CdTe +ZnS)钝化的两种光伏探测器 ,对器件的性能进行了测试 ,发现双层钝化的器件具有较好的性能 .通过理论计算 ,分析了器件的暗电流机制 ,发现单层钝化具有较高的表面隧道电流 .通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响 ,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷 。 展开更多
关键词 HGCDTE 光伏探测器 钝化 倒易点阵 暗电流
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12.5μm长线列碲镉汞焦平面杜瓦组件 被引量:6
12
作者 夏王 王小坤 +5 位作者 林春 曹妩媚 孙闻 郝振怡 丁瑞军 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期389-392,共4页
256×2碲镉汞焦平面模块由2个256×1元芯片和2个光伏信号硅读出电路模块平行对称组成,并分别与2个不同波段的微型滤光片以架桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了长波256×2长线列碲镉汞红外探测器件组件。基... 256×2碲镉汞焦平面模块由2个256×1元芯片和2个光伏信号硅读出电路模块平行对称组成,并分别与2个不同波段的微型滤光片以架桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了长波256×2长线列碲镉汞红外探测器件组件。基本解决了256×2焦平面杜瓦组件的关键技术,即高精度的组装技术、器件在冷平台上的热失配设计技术和高可靠性封装技术。对抑制杂散光、降低背景辐射、提高组件的可靠性等方面采取了一系列措施,使研制的碲镉汞焦平面器件获得了良好的性能,并进行了一系列空间适应性实验,实验前后的组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。 展开更多
关键词 长波 红外焦平面探测器 碲镉汞 杜瓦组件
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HgCdTe光伏探测器在高温背景辐照下的I-V特性分析 被引量:4
13
作者 王晨飞 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期257-260,共4页
对中波HgCdTe光伏探测器进行了不同目标温度范围的黑体辐射I-V测试研究,结果表明器件光电流随着目标辐射的升高逐渐上升,同时器件微分阻抗随之下降;在同一背景红外辐射下,器件微分阻抗随着反向偏压的增加而下降.采用“lucky electron”... 对中波HgCdTe光伏探测器进行了不同目标温度范围的黑体辐射I-V测试研究,结果表明器件光电流随着目标辐射的升高逐渐上升,同时器件微分阻抗随之下降;在同一背景红外辐射下,器件微分阻抗随着反向偏压的增加而下降.采用“lucky electron”模型对器件的R-V曲线进行了拟合,结果证实器件反偏微分电阻下降的主要原因是由于pn结耗尽区光生载流子的激增,碰撞电离导致的光电倍增效应所引起. 展开更多
关键词 HGCDTE 高温背景辐照 碰撞离子化 微分阻抗
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Hg_(1-x)Cd_xTe长波光伏探测器的低频噪声研究 被引量:5
14
作者 孙涛 梁晋穗 +2 位作者 陈兴国 胡晓宁 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期273-276,共4页
在同一Hg1-xCdxTe晶片上(x=0.217)制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种器件,对器件的低频噪声和暗电流进行了测试.发现单层钝化的器件在反偏较高时具有较高的低频噪声,在对器件的暗电流拟合计算中发现,单层钝化的器件具有较大... 在同一Hg1-xCdxTe晶片上(x=0.217)制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种器件,对器件的低频噪声和暗电流进行了测试.发现单层钝化的器件在反偏较高时具有较高的低频噪声,在对器件的暗电流拟合计算中发现,单层钝化的器件具有较大的表面隧道电流,而这正是单层钝化器件具有较高低频噪声的原因.并通过高分辨X射线衍射中的倒易点阵技术RSM(reciprocalspacemapping)研究了两种钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是单层钝化器件具有较高的低频噪声和表面隧道电流的原因. 展开更多
关键词 HGCDTE 光伏探测器 钝化 倒易点阵 暗电流
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中波2048元长线列碲镉汞焦平面杜瓦组件 被引量:5
15
作者 王小坤 曾智江 +4 位作者 朱三根 胡晓宁 何力 丁瑞军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期611-614,共4页
2048元碲镉汞焦平面由8个中波256×1元芯片和8个光伏信号硅读出电路模块交错排列组成,与8个微型滤光片以桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了中波2048元长线列碲镉汞红外探测器件组件。基本解决了2048元焦平面杜瓦组... 2048元碲镉汞焦平面由8个中波256×1元芯片和8个光伏信号硅读出电路模块交错排列组成,与8个微型滤光片以桥式结构直接耦合后封装在全金属微型杜瓦内,形成了中波2048元长线列碲镉汞红外探测器件组件。基本解决了2048元焦平面杜瓦组件的关键技术,即高均匀性和一致性的焦平面模块技术、高精度的拼接技术、高可靠性的模块及其封装技术。对降低背景辐射和光串、降低组件的寄生热负载、提高组件的可靠性等方面采取了一系列措施,使研制的组件获得了良好的性能,并进行了一系列空间适应性实验,实验前后的组件性能未发生明显变化,满足工程化应用要求。 展开更多
关键词 红外焦平面探测器 杜瓦组件 长线列
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MBE HgCdTe:A Challenge to the Realization of Third Generation Infrared FPAs
16
作者 何力 陈路 +8 位作者 吴俊 巫艳 王元樟 于梅芳 杨建荣 丁瑞军 胡晓宁 张勤耀 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期381-387,共7页
Some results on the molecular-beam epitaxial growth of HgCdTe focusing on the requirements of the 3rd generation infrared focal plane arrays are described. Good uniformity is observed over 75mm HgCdTe epilayers,and th... Some results on the molecular-beam epitaxial growth of HgCdTe focusing on the requirements of the 3rd generation infrared focal plane arrays are described. Good uniformity is observed over 75mm HgCdTe epilayers,and the deviation in cutoff wavelength is within 0. 1μm at 80K. A variety of surface defects are observed and the formation mechanism is discussed. The average density of surface defects in 75mm HgCdTe epiluyers is found to be less than 300cm^-2. It is found that the surface sticking coefficient of As during HgCdTe growth is very low and is sensitive to growth temperature, being only -1 × 10^-4 at 170℃. The activation energy of As in HgCdTe was determined to be 19.5meV,which decreases as (Na - Nd)^1/3 with a slope of 3.1 × 10^-5 meV · cm. The diffusion coefficients of As in HgCdTe of 1.0 ± 0,9 × 10^-16,8 ± 3 × 10^- is, and 1.5 ± 0.9 × 10^-13 cm^2/s are obtained at temperatures of 240,380, and 440℃, respectively under Hg-saturated pressure. The MBE-grown HgCdTe is incorporated into FPA fabrications,and the preliminary results are presented. 展开更多
关键词 MBE HGCDTE infrared focal plane arrays
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一种线阵红外焦平面的图像处理方法 被引量:4
17
作者 危峻 胥学荣 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期91-93,共3页
根据线阵碲镉汞焦平面中少数载流子的横向收集物理特性,提出了一种改善红外焦平面图像质量的处理方法,并应用于某试验卫星的遥感图像上.这些遥感图像是采用上海技术物理研究所研制的256元线列焦平面组件获得的.结果表明,经处理后图像的... 根据线阵碲镉汞焦平面中少数载流子的横向收集物理特性,提出了一种改善红外焦平面图像质量的处理方法,并应用于某试验卫星的遥感图像上.这些遥感图像是采用上海技术物理研究所研制的256元线列焦平面组件获得的.结果表明,经处理后图像的分辨率和对比度均有显著提高. 展开更多
关键词 图像处理 红外焦平面 碲镉汞
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HgCdTe光导及扫积型器件的瞬态响应 被引量:3
18
作者 朱龙源 方家熊 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1992年第4期271-276,共6页
从理论和实验上分析了HgCdTe光导(PC)及扫积型(SPRITE)器件的瞬态衰退过程,结果表明在高偏置电场下,光导器件的衰退过程近似线性,扫积型器件的衰退过程近似矩形.由衰退过程曲线可以确定过剩载流子的双极迁移率.
关键词 光电导 载流子 瞬态响应 HGCDTE
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GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的特性研究 被引量:3
19
作者 黄醒良 方晓明 +4 位作者 陆卫 沈学础 袁诗鑫 周小川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1993年第4期301-308,共8页
测量了GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的伏安特性I_b(T_D,V_b)、黑体光响应电压V_S(T_D,T_B,V_b)和噪声电压V_N(T_D,V_b),由此获得器件的黑体电压响应率R_(VB)(T_D,V_b)和探测率D_B~*(T_D,V_b)并用Lorentz光响应线形对V_S(T_D,T_B,V_b)... 测量了GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的伏安特性I_b(T_D,V_b)、黑体光响应电压V_S(T_D,T_B,V_b)和噪声电压V_N(T_D,V_b),由此获得器件的黑体电压响应率R_(VB)(T_D,V_b)和探测率D_B~*(T_D,V_b)并用Lorentz光响应线形对V_S(T_D,T_B,V_b)拟合给出器件的光电流谱的峰值波长λ_P和半峰宽λ_w。 展开更多
关键词 多量子阱 红外探测器 拟合
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FTIR确定碲镉汞晶片的组分与截止波长 被引量:3
20
作者 龚海梅 胡晓宁 +2 位作者 章莲妹 沈杰 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期316-320,共5页
采用傅立叶变换红外(FTIR)透射的方法测量了碲镉汞晶片在不同厚度下的透射曲线,运用经验公式确定了其组分及80K时的截止波长,并同实测的响应光谱得到的截止波长进行了比较,结果表明,采用该方法预测的截止波长同实际的截止... 采用傅立叶变换红外(FTIR)透射的方法测量了碲镉汞晶片在不同厚度下的透射曲线,运用经验公式确定了其组分及80K时的截止波长,并同实测的响应光谱得到的截止波长进行了比较,结果表明,采用该方法预测的截止波长同实际的截止波长相对偏差为2.5%,从而为碲镉汞器件制备工艺中材料的筛选、提高投片的准确率提供了重要的参考依据. 展开更多
关键词 傅立叶变换 红外透射 碲镉汞 组分 截止波长
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