[发明专利]双色红外探测材料的制备方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种双色红外探测材料的制备方法及系统。

背景技术

红外探测芯片可广泛应用于侦察、资源调查、天文观测等军事和民事领域。双/多色红外探测芯片由于可实现同时进行两个或多个波段红外辐射的探测，具有更好的目标探测和识别能力，属于高性三代红外焦平面器件，是各种高端军用或民用系统的核心器件。

目前双色红外探测芯片主要采用碲镉汞薄膜材料，该材料基于碲锌镉衬底或其它替代衬底，采用分子束外延方法制备特定组分的多层碲镉汞薄膜，进而制备双色红外探测芯片。

现有技术的缺点：制备碲镉汞薄膜的层数多，制备的工艺复杂。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供双色红外探测材料制备方法，以解决上述工艺复杂的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

双色红外探测材料的制备方法，该材料包括InSb和HgCdTe，该材料的制备方法包括以下步骤：

对InSb晶体先进行切、磨和抛光处理操作，获得外延级的（211）晶向的InSb衬底；

对所述（211）晶向InSb衬底进行处理，获得HgCdTe分子束外延所要求的表面态；

在所述（211）晶向InSb衬底上进行CdTe缓冲层的生长；

进行HgCdTe薄膜的生长；

在保护气氛条件下，将生长后的所述HgCdTe薄膜加热到预定温度200-300℃，保温时间为16-30小时，降温得到双色红外探测材料。

优选地，所述切、磨和抛光处理操作具体包括：

对所述InSb晶体进行定向切割，得到（211）晶向InSb衬底，所述（211）晶向InSb衬底的厚度为730-770微米；

将切割后的所述InSb晶体进行粗磨，再进行精磨；

对精磨后的所述InSb晶体进行机械抛光；

对机械抛光后的所述InSb晶体进行化学抛光；

对化学抛光后的所述InSb晶体进行测试。

优选地，所述（211）晶向InSb衬底的厚度为750微米。

优选地，在所述（211）晶向InSb衬底上进行CdTe缓冲层生长的步骤具体为：

将所述（211）晶向的InSb衬底在除气温度为350-450℃的条件下除气，再在Te束的保护条件下，升高InSb衬底的温度至480-520℃，去除表面氧化层；

降温到290℃，打开CdTe的束流，进行CdTe缓冲层生长，CdTe厚度为2-4微米。

优选地，CdTe厚度为3微米。

优选地，所述除气温度为400℃。

优选地，所述再进行HgCdTe薄膜的生长的步骤具体为：

设定Hg、CdTe和Te束流，将InSb衬底的温度降到190℃，打开Hg、CdTe和Te束流，使HgCdTe薄膜厚度达到7-8微米。

优选地，所述预定温度为230-270℃，保温时间为20-25小时。

本发明还提供了一种双色红外探测材料的制备系统，该系统包括：

处理设备，用于对InSb晶体先进行切、磨和抛光处理操作，获得外延级的（211）晶向的InSb衬底；

分子束外延系统，用于对所述（211）晶向InSb衬底进行处理，获得HgCdTe分子束外延所要求的表面态，以及在所述（211）晶向InSb衬底上进行CdTe缓冲层的生长，还用于进行HgCdTe薄膜的生长；

热处理设备，用于在保护气氛条件下，将生长后的所述HgCdTe薄膜加热到预定温度200-300℃，保温时间为16-30小时，然后降温得到双色红外探测材料。

优选地，所述处理设备还包括：

切割设备，用于对所述InSb晶体进行定向切割，得到（211）晶向InSb衬底，所述（211）晶向InSb衬底的厚度为730-770微米；

打磨设备，用于将切割后的所述InSb晶体进行粗磨，再进行精磨；

机械抛光设备，用于对精磨后的所述InSb晶体进行机械抛光；

化学抛光设备，用于对机械抛光后的所述InSb晶体进行化学抛光；

测试设备，用于对化学抛光后的所述InSb晶体进行测试，获得外延级（211）晶向的InSb 衬底。