[實用新型]Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料

有效

• 申請號: 201320174705.6
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN203218276U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 王經緯;鞏鋒;王叢;劉銘;強宇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: H01L31/0296
• 分類號: H01L31/0296;H01L31/0352
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 秦瑩

技術領域

本實用新型涉及材料技術領域，特別是涉及一種Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料。

背景技術

在現有技術中，雙色紅外焦平面探測技術具有雙波段探測、可獲得更多地面目標信息等顯著優點，在目標搜尋、導彈預警探測、情報偵察等領域有著廣闊的應用前景。

疊層雙色HgCdTe材料的制備是實現雙色探測器的基礎，傳統的中/長波雙色探測器采用碲鋅鎘（CdZnTe）作為襯底材料，材料的成本很高，機械強度較差，生長過程中溫度控制較難，并且在（211）晶向的襯底磨拋工藝方面難度很大，表面損傷較多，這就導致外延HgCdTe后表面缺陷密度較高；同時其難以實現大尺寸材料制備，限制了雙色器件向大面陣方向發展。

此外，在器件結構方面，美國Raytheon公司、Teledyne公司等均采用原位摻雜直接成結的疊層結構，DRS公司直接采用粘接技術，這些技術路線在具體實現起來技術難度較大，并且與現有基于液相外延的器件工藝不兼容。

實用新型內容

鑒于上述問題，提出了本實用新型以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料。

本實用新型提供一種Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料，Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料由下到上依次包括：晶向為211的Si襯底、在Si襯底的表面上依次生長的砷As鈍化層、碲化鋅ZnTe緩沖層、碲化鎘CdTe緩沖層、以及三層不同組份不同厚度的碲鎘汞薄膜層。

優選地，三層不同組份不同厚度的碲鎘汞薄膜層具體包括：位于最上層的長波吸收層、位于中層的短波阻擋層、以及位于下層的中波吸收層。

優選地，長波吸收層為：Hg1-xCdxTe，其中，x=0.23；短波阻擋層為：Hg1-xCdxTe，其中，x=0.6；中波吸收層為：Hg1-xCdxTe，其中，0.3≤x≤0.31。

優選地，長波吸收層的厚度為4.5μm；短波阻擋層的厚度為1.2μm；中波吸收層的厚度為4.5μm。

本實用新型有益效果如下：

本實用新型提供了一種高質量Si基疊層中/長波雙色HgCdTe材料，避免了CdZnTe襯底所導致的尺寸小、控溫難、成本高、表面質量較差等問題，并且基于現有器件制備技術，即可以實現基于半平面雙注入結構的雙色HgCdTe器件。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本實用新型的具體實施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1是本實用新型實施例的硅Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的硅Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料結構的優選示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

為了解決現有技術CdZnTe襯底所導致的尺寸小、控溫難、成本高、表面質量較差等問題，本實用新型提供了一種Si基中/長波疊層雙色碲鎘汞材料及，Si襯底作為一種替代襯底材料具有：更大面積的襯底、更低的襯底材料成本、與Si讀出電路的自動熱應力匹配、較高的機械強度和平整度及潛在的實現單片式IRFPA的能力等特點，是一種極佳的替代襯底材料。同時Si基單色HgCdTe材料經過多年的研究發展，在短波和中波方面已經基本成熟，甚至獲得了質量很好的長波HgCdTe材料；其中短波、中波器件規模達到2k×2k同時性能可以和碲鋅鎘基器件媲美。

本實用新型實施例的技術方案采用基于半平面雙注入Si基中/長波疊層雙色結構可以將Si基材料和半平面雙注入結構的優勢結合起來，實現器件工藝兼容度高、成本低、大尺寸的中/長波雙色探測器材料。

以下結合附圖以及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不限定本實用新型。