[實用新型]一種硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621124857.5
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN206388713U
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王經(jīng)緯;高達(dá);王叢;劉銘;強(qiáng)宇;周立慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號: H01L31/0296
• 分類號: H01L31/0296;H01L31/18
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心11010
• 代理人: 張然

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及一種硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料。

背景技術(shù)

隨著紅外探測技術(shù)的不斷發(fā)展，紅外隱身技術(shù)也在不斷提高，通過使在特定波段上目標(biāo)與環(huán)境背景具有相似的發(fā)射率，從而導(dǎo)致紅外目標(biāo)對比度的下降，難以識別。若一個熱成像系統(tǒng)能在多波段對目標(biāo)和環(huán)境的輻射特征進(jìn)行同時探測，通過對比不同輻射波長下的輻射特征，就可以對復(fù)雜的背景進(jìn)行抑制，實現(xiàn)紅外探測不受環(huán)境的制約，準(zhǔn)確地提取目標(biāo)特征，提高對目標(biāo)的探測效果，在目標(biāo)搜尋、導(dǎo)彈預(yù)警探測、情報偵察等軍事和相關(guān)的民用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

疊層雙色HgCdTe材料的制備是實現(xiàn)雙色探測器的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的短/中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(jī)械強(qiáng)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(dǎo)致外延HgCdTe后表面缺陷密度較高；同時其難以實現(xiàn)大尺寸材料制備，限制了雙色器件向大面陣方向發(fā)展。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(yīng)力匹配、較高的機(jī)械強(qiáng)度和平整度及潛在的實現(xiàn)單片式紅外焦平面(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(jīng)過多年的研究發(fā)展，在短波和中波方面已經(jīng)基本成熟，甚至獲得了質(zhì)量很好的長波HgCdTe材料；其中短波、中波器件規(guī)模達(dá)到2k×2k同時性能可以和碲鋅鎘基器件媲美。但是，現(xiàn)在并沒有一種硅基短/中波雙色碲鎘汞材料。

此外，在器件結(jié)構(gòu)方面，美國Raytheon公司、Teledyne公司等均采用原位摻雜直接成結(jié)的疊層結(jié)構(gòu)，DRS公司直接采用粘接技術(shù)，這些技術(shù)路線在具體實現(xiàn)起來尤其是原位摻雜技術(shù)難度較大，并且與現(xiàn)有的器件工藝路線不兼容。法國Sofradir公司采用半平面雙注入結(jié)構(gòu)，材料的生長過程相對簡單，熱處理工藝難度降低，器件工藝也和目前工藝兼容，同樣可以實現(xiàn)同時探測，并且目前沒有證據(jù)表明其芯片性能比原位摻雜成結(jié)疊層結(jié)構(gòu)的性能差。

實用新型內(nèi)容

為了填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中尚未出現(xiàn)硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料的空白，本實用新型提供了一種硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料。

本實用新型提供的一種硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料，包括：硅基復(fù)合襯底，以及在所述硅基復(fù)合襯底上由下到上依次排列的碲鎘汞短波吸收層、碲鎘汞阻擋層和碲鎘汞中波吸收層；

所述碲鎘汞短波吸收層為Hg_1-xCd_xTe，其中x＝0.4～0.41；

所述碲鎘汞阻擋層為Hg_1-xCd_xTe，其中x＝0.5～0.55；

所述碲鎘汞中波吸收層為Hg_1-xCd_xTe，其中x＝0.3～0.31。

本實用新型有益效果如下：

本實用新型實施例通過在硅基復(fù)合襯底上由下到上依次排列特殊組分的碲鎘汞短波吸收層、碲鎘汞阻擋層和碲鎘汞中波吸收層，得到硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中沒有硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料的空白。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例實例1的硅基短/中波疊層雙色碲鎘汞材料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例實例1的半平面雙注入器件結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，10、硅基復(fù)合襯底；20、碲鎘汞短波吸收層；30、碲鎘汞阻擋層；40、碲鎘汞中波吸收層；11、CdTe緩沖層；12、ZnTe緩沖層、13、As鈍化層；14、Si(211)襯底。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)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(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)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?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

為了填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中尚未出現(xiàn)硅基短/中波雙色碲鎘汞材料的空白，本實用新型提供了一種硅基短/中波雙色碲鎘汞材料及其制備方法，以下結(jié)合附圖以及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)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。