[发明专利]一种检测光伏型碲镉汞红外探测器电极质量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极检测技术，特别涉及一种检测光伏型碲镉汞红外探测器电极质量的方法。

背景技术

HgCdTe红外焦平面不仅在资源勘探、环境监测、灾害预报等方面，而且在关系到国家安全的军事国防领域具有重要应用。对此类器件而言，金属-半导体(M/S)界面的欧姆电极是非解决不可的问题。但受HgCdTe材料特殊性的制约，以及M/S功函数差等因素的影响，制作的电极往往不是欧姆性的，甚至形成肖特基接触，这一接触将影响器件的优值因子、噪声、I-V特性和响应率。因此HgCdTe探测器金属电极的好坏，是衡量探测器性能的一个重要因素。

目前，检测金属/HgCdTe界面电极的传统方法是采用pn结理论和M/S热电子发射理论从I-V测试中提取界面参数，结果表明：界面势垒阻抗相对pn结阻抗越大，影响到器件I-V特性的范围就越大。目前，这种方法已经成为研究器件电极界面质量的常用手段。尽管如此，该方法只有在肖特基效应较为严重时，才能从I-V特性中提取界面信息，因此在评估电极质量时灵敏度受到制约。不仅如此，I-V测试难以将pn结与界面的光伏效应加以区分，在研究界面特性方面只能给出间接的计算结果，无法为界面影响器件性能的研究提供足够的信息，因此需要寻找直接观察界面影响器件光电行为的方法。

发明内容

本发明是针对传统I-V法在评估电极质量时灵敏度受到制约，而且无法直接观察电极界面影响探测器光电特征的问题，提出一种检测光伏型碲镉汞红外探测器电极质量的方法，从光-电转换角度了解金属/碲镉汞电极界面状态对探测器光电响应造成的影响并以此评估电极的质量的方法。

本发明的技术方案为：一种检测光伏型碲镉汞红外探测器电极质量的方法，采用超快脉冲激光照射光伏型碲镉汞薄膜探测器，探测器输出信号呈现脉冲形式的光伏响应信号，数字存储示波器采集并储存光伏信号，探测器光伏响应信号为一个峰值时，为欧姆电极；当探测器光伏响应信号存在两个峰值时，判断电极界面存在肖特基接触，第一个光伏峰值由电极界面肖特基接触形成，第二个光伏峰值由pn结形成，分别计算肖特基接触形成和pn结形成的脉冲光伏的峰值，判断电极质量。

所述检测光伏型碲镉汞红外探测器电极质量的方法，具体包括如下步骤：

1）波长可调谐超快脉冲激光器照射光伏型碲镉汞红外探测器电极，探测器输出信号送数字存储示波器储存光伏信号；

2）当探测器光伏响应信号存在两个峰值时，判断电极界面存在肖特基接触，电极界面肖特基接触形成的光伏较pn结形成的光伏在时域维度上率先出现，先出现的光伏峰值由电极界面肖特基接触形成，随后出现的光伏峰值由pn结形成；

3）采用双脉冲函数方程：

拟合探测器的脉冲光伏信号，计算肖特基接触形成的脉冲光伏的ΔV_schottky、上升时间τ₁、下降时间τ₂，以及pn结形成的脉冲光伏的ΔV_pn、上升时间和下降时间；

4）通过公式计算肖特基接触形成的脉冲光伏的峰值，通过公式计算pn结内建电场形成的脉冲光伏的峰值；

5）根据计算到的肖特基接触形成的脉冲光伏的峰值大小，判断金属光伏型碲镉汞电极界面肖特基势垒效应的严重程度；

6）根据实验测量到的探测器脉冲光伏信号，获取探测器的有效光伏峰值V_effect-peak；

7）通过计算方程，评估电极界面肖特基接触影响探测器光电响应的程度。

本发明的有益效果在于：本发明检测光伏型碲镉汞红外探测器电极质量的方法，从光-电转换角度了解金属/碲镉汞电极界面状态对探测器光电响应造成的影响，并以此评估电极的质量。是一种方便、快速、无损伤的鉴别方法，适合于衡量器件的实际性能，对于研究碲镉汞的界面效应，发展有关碲镉汞界面的理论，以及指导人们探索新型器件都有着十分重要的意义。

附图说明

图1为本发明HgCdTe光伏探测器结构及脉冲激光激发示意图；

图2为本发明电极界面电场与pn结内建电场方向相反时，探测器的脉冲光伏信号图；

图3为本发明探测器实验数据曲线图。

具体实施方式