[实用新型]一种硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，特别涉及一种硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料。

背景技术

随着红外探测技术的不断发展，红外隐身技术也在不断提高，通过使在特定波段上目标与环境背景具有相似的发射率，从而导致红外目标对比度的下降，难以识别。若一个热成像系统能在多波段对目标和环境的辐射特征进行同时探测，通过对比不同辐射波长下的辐射特征，就可以对复杂的背景进行抑制，实现红外探测不受环境的制约，准确地提取目标特征，提高对目标的探测效果，在目标搜寻、导弹预警探测、情报侦察等军事和相关的民用领域有着广阔的应用前景。

叠层双色HgCdTe材料的制备是实现双色探测器的基础，传统的短/中波双色探测器采用碲锌镉(CdZnTe)作为衬底材料，材料的成本很高，机械强度较差，生长过程中温度控制较难，并且在(211)晶向的衬底磨抛工艺方面难度很大，表面损伤较多，这就导致外延HgCdTe后表面缺陷密度较高；同时其难以实现大尺寸材料制备，限制了双色器件向大面阵方向发展。Si衬底作为一种替代衬底材料具有：更大面积的衬底、更低的衬底材料成本、与Si读出电路的自动热应力匹配、较高的机械强度和平整度及潜在的实现单片式红外焦平面(IRFPA)的能力等特点，是一种极佳的替代衬底材料。同时Si基单色HgCdTe材料经过多年的研究发展，在短波和中波方面已经基本成熟，甚至获得了质量很好的长波HgCdTe材料；其中短波、中波器件规模达到2k×2k同时性能可以和碲锌镉基器件媲美。但是，现在并没有一种硅基短/中波双色碲镉汞材料。

此外，在器件结构方面，美国Raytheon公司、Teledyne公司等均采用原位掺杂直接成结的叠层结构，DRS公司直接采用粘接技术，这些技术路线在具体实现起来尤其是原位掺杂技术难度较大，并且与现有的器件工艺路线不兼容。法国Sofradir公司采用半平面双注入结构，材料的生长过程相对简单，热处理工艺难度降低，器件工艺也和目前工艺兼容，同样可以实现同时探测，并且目前没有证据表明其芯片性能比原位掺杂成结叠层结构的性能差。

实用新型内容

为了填补现有技术中尚未出现硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料的空白，本实用新型提供了一种硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料。

本实用新型提供的一种硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料，包括：硅基复合衬底，以及在所述硅基复合衬底上由下到上依次排列的碲镉汞短波吸收层、碲镉汞阻挡层和碲镉汞中波吸收层；

所述碲镉汞短波吸收层为Hg_1-xCd_xTe，其中x＝0.4～0.41；

所述碲镉汞阻挡层为Hg_1-xCd_xTe，其中x＝0.5～0.55；

所述碲镉汞中波吸收层为Hg_1-xCd_xTe，其中x＝0.3～0.31。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例通过在硅基复合衬底上由下到上依次排列特殊组分的碲镉汞短波吸收层、碲镉汞阻挡层和碲镉汞中波吸收层，得到硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料，填补了现有技术中没有硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料的空白。

附图说明

图1是本实用新型实施例的硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料的结构示意图；

图2是本实用新型实施例实例1的硅基短/中波叠层双色碲镉汞材料的结构示意图；

图3为本实用新型实施例实例1的半平面双注入器件结构示意图；

其中，10、硅基复合衬底；20、碲镉汞短波吸收层；30、碲镉汞阻挡层；40、碲镉汞中波吸收层；11、CdTe缓冲层；12、ZnTe缓冲层、13、As钝化层；14、Si(211)衬底。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了填补现有技术中尚未出现硅基短/中波双色碲镉汞材料的空白，本实用新型提供了一种硅基短/中波双色碲镉汞材料及其制备方法，以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。