异构结构HgCdTe红外探测器的短波响应优化策略

本文主要探讨了异质结构HgCdTe双色红外探测器短波长光响应的改进技术。HgCdTe是一种广泛应用于红外成像领域的化合物半导体材料，因其高灵敏度和宽波段响应而受到重视。作者们报道了一种集成的HgCdTe双色红外探测器阵列，它由中波红外（MWIR）的平面光电二极管（通过选择性B+注入处理）和底部的短波红外（SWIR）PN同质结光电二极管（通过MBE生长期间的铟杂质掺杂原位形成）组成。 研究的重点在于优化短波长部分的性能，特别是针对窄效应的问题。窄效应是指在某些半导体材料中，随着光波长减小，光电响应显著降低的现象。传统的同质结构短波长PN结在应对这一问题时存在局限性。为了提升探测器的性能，研究人员采用异质结构的短波长PN结替代了同质结，这种方法能够有效地缓解窄效应。 实验过程中，通过台面隔离、钝化和金属化技术制备了初步的256×1线性焦平面阵列，这涉及到器件的工艺制程步骤。作者们结合实验结果与详尽的分析分析和数值模拟，深入探究了这种异质结构设计如何影响内部工作机理，以及如何优化光谱光响应特性。 通过数值模拟，研究人员得以预测和优化异质结构带来的潜在优势，如更高的量子效率和更稳定的性能。他们发现，异质结构设计能够提高短波长区域的光电转换效率，从而显著改善了整体的红外探测器性能。这项工作对于提升红外探测器在军事、遥感和其他应用中的性能具有重要意义，特别是在需要捕捉宽波段信号的场景中。 本文为解决HgCdTe红外探测器中的短波长光响应问题提供了一种创新策略，展示了异质结构设计在克服窄效应挑战上的潜力，为未来的红外传感器和成像系统的发展开辟了新的路径。