[实用新型]一种碲镉汞阳极氧化装置

说明书

本实用新型涉及在半导体材料的表面形成绝缘层，特别是在碲镉汞红外探测器的表面制备钝化膜的一种装置。

在碲镉汞器件的制备过程中，阳极氧化是减少表面复合中心，改善表面特性，增加器件可靠性与稳定性的普遍方法。然而，传统的阳极氧化一般采用的是恒定电流密度(P.C.Catangus and C.T.Baker，U.S.Patent No.3997018，1976)，由此生长的碲镉汞阳极氧化膜相对比较疏松，电阻率较低，而且许多研究结果还表明，阳极氧化膜/碲镉汞基体界面处存在严重的缺汞区，被认为是造成表面态，增加表面复合速度的主要因素。并且通常碲镉汞样品在阳极氧化时要在样品上焊一电极，再用绝缘材料将裸露的金属保护起来，以免漏电，然后置于氧化液中。还有一种做法是采用真空吸片，金属探针从真空盒中探到样品。这两种做法都有不利之处，前者较为繁琐，而且引入的损伤较大，后者则装置较为复杂，且不适合光导器件做薄片氧化。

本实用新型的目的在于提供一种能获得优于传统恒流方式生长的碲镉汞阳极氧化膜界面的脉冲式碲镉汞阳极氧化装置。

本实用新型的目的通过如下技术方案达到：由脉冲式阳极氧化电源和点触式阳极氧化槽构成的碲镉汞阳极氧化装置，其脉冲式阳极氧化电源能提供正向和负向恒电流，而且正向电流幅度I⁺、负向电流幅度I^-、正向电流脉冲宽度t⁺、负向电流脉冲宽度t^-均可调节。而点触式阳极氧化槽则提供了点触式非焊电极形式用探针将样品的电极引出，其阴极为做成直角状的石墨电极。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本装置可以进行脉冲氧化，脉冲氧化生长的碲镉汞氧化膜表面的缺陷密度明显比恒流氧化的低，而且基本上消除了表面的机械划伤，采用脉冲式阳极氧化生成的介质膜的表面复合速度明显低于恒流氧化膜的表面复合速度。

2.选择合适的正负脉冲电流幅度可以使表面复合速度降得最小。

3.本装置除了可以进行脉冲氧化外，还可以进行正向大片恒流氧化、正向小片恒流氧化、负向小电流电化学腐蚀以及恒压氧化。

4.阳极氧化槽的阴极石墨电极做成直角状，以保证阳极氧化时电场的均匀性。

5.本装置的阳极氧化的探针电极，使用时只需要将探针探到样品边缘某一点上，在通入电流后，由于铟球被氧化，很快就包住了裸露的电极部分，因而不会发生漏电。避免了传统的焊接引起的表面受热、表面损伤，具有减少沾污、操作方便、触点小、损伤低、可靠实用等优点。

下面结合附图对本实用新型实施例详加说明。

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的脉冲式阳极氧化电源的原理框图。

图3为本实用新型的脉冲式阳极氧化电源的电路原理图。

图4为本实用新型的脉冲式阳极氧化电源的电流输出图。

图5为本实用新型的阳极氧化槽示意图。

图6为采用光电导衰退法测量脉冲方式和恒流方式生长的碲镉汞阳极氧化膜的表面复合速度比较图。

图7为采用光电导衰退法测量脉冲方式生长的碲镉汞阳极氧化膜的表面复合速度随脉冲电流的变化图。

参见图1至图3，本实用新型的脉冲式阳极氧化电源1主要由多路直流稳压电路101、脉冲发生电路102、放大电路103、恒流电路104和按键开关105五个部分组成。

多路直流稳压电路101是将220伏交流电压经变压器T、桥式整流管B₁～B₃、滤波电容C₁～C₅、7805和7809三端稳压器后分另提供直流电压60伏给放大电路103、9伏给NE555、5伏给数字电压表头V。K₁、L₁分别为电源开关和指示灯。

以集成块为中心的脉冲发生电路102，由NE555集成块、电阻R₁、R₄、电位器R₂、R₃和电容C₆、C₇构成无稳态电路，产生0到9伏的电压脉冲信号，脉冲宽度通过电位器R₂和R₃调节，R₁和R₄为保护电阻。D₁为保护二极管，K₂、L₂分别为该部分的开关和指示灯。