HgCdTe环孔pn结光伏探测器暗电流机制

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太阳电池暗电流的研究

要有以下原因：
在外电路上有—个流入Ｎ区的反向电流，它是由少数载流子的漂移运
１）湿法刻蚀溶液粘度不足，主要表现为刻蚀液中Ｈ２Ｓ０４的浓度
动形成的。由于少数载流子是由本征激发而产生的，在温度一定的情况
偏低：２）化学成分配比不适合；３）刻蚀槽流量过大；４）排风量调节
下，熟激发产生的少子数量是一定的，电流趋于恒定。太阳能电池片可
一样，是影响电池成品合格率的两大主要因素之一。这些电池产生的原
２３人工污染的原因
因多种多样极其复杂，我们经过长期大量的实验，分析了暗电流高与
主要是人手接触硅片导致硅片受到污染．污染物主要是钠离子。下
５Ａ电池产生的具体原因，并在生产中提出了相应的解决办法。
表中数据为制绒、扩散工序均采用机械手装卸载和制绒、扩散工序均采
２２．．３湿法刻蚀工艺
扩散电流趋近于零，但是由于结电场的增加，使得Ｎ区和Ｐ区中的少
湿法刻蚀造成电池暗电流偏高的—个重要原因是刻蚀边缘较大，ＰＮ
数载流子更容易产生漂移运动。在这种情况下，ＰＮ结内的电流由起支
结遭到破坏，导致镀膜印刷烧结后漏电。湿法刻蚀的硅片，边缘较大主
配作用的漂移电流决定。漂移电流的方向与扩散电流的方向相反，表现
相似文献(10条)
1.学位论文王粒子 CMOS光电探测器暗电流削减技术研究和相关电路设计 2007
随着半导体技术和市场的持续发展，数码相机及摄像机等器材中，CMOS主动像素传感器Active Pixel Sensor(APS)正在越来越广泛的得到应用。与传统的CCD器件相比较，APS图像传感器由于其低成本，易制造(通用于一般的CMOS制造工艺)，低功耗，集成度高(可在同一芯片中实现A/D转换，信号处理，自动增益控制，精密放大和存储功能)等明显的优势而越来越有取而代之的趋势。

硅基HgCdTe光伏器件的暗电流特性分析

为中态现，陷辅隧流，：间实即阱助穿电〔们一ｏ１召－Ｆｒｌ互：（）几二一二２ｍ矿（Ｖ七Ｐ，Ａ，２从：气一）左竺ａ＼ｘＩ一，浮二ｈＥ一ｔ，：Ｅ（）＼８尸口七１程
式中，为耗尽区陷阱浓度；为陷阱能级；ｔＮ．Ｅｐ是
（．１中国科学院上海技术物理研究所，２刃３．上海侧８汉中国科学院研究生院，１刀９北京以３）
摘要：对硅墓ＨＣｊ中ｇｄｅ波器件进行了变温电流电压特性的测试和分析。测量温度从３Ｋｒ０到２０，４Ｋ得到Ｒ对数与。温度的１ｘＴ砚〕的实验曲线及拟合结果。同时选取印Ｋ８Ｋ１Ｋ洲／、及１００下动态阻杭Ｒ与电Ｖ压的曲线进行拟合分析。研究表明在我们器件工作的温度点８Ｋ零偏．０，压附近主要的电流机制是产生复合电流和陷阱辅助隧穿电流。要提高器件的水平，必须降低陷阱辅助隧穿电流和产生复合电流对暗电流的贡献。关健词：硅基；邪ｄｅ变温；流ＨＴ；暗电
４１不同温度下动态阻抗Ｒ与偏置电压Ｖ的关系．
石０州以．幻Ｅ扭
屯Ｊ犯刁加８
．止
从图２线可知，４Ｋ实验曲从２直到１Ｋ凡ｏ０５，
随温度变化明而且Ｒ与ｌＴ显，。／呈指数线性关系；从１Ｋ到６Ｋ凡随温度下降缓慢上升；Ｋ以下０５０，０６Ｒ变化相对较小，。随温度下降仅有小幅上升。在热电流是主要的暗电流机制范围内，对凡一仪／半１旧Ｔ对数曲线进行线性拟合，出Ｒ确实正比于得。
ｖ１．１ｅｅｏ３５即】川．１ｍ７

pn结光电探测器工作原理

PN结光电探测器是一种常见的光电转换器件，它利用PN结的光电效应来将光信号转换为电信号。

其工作原理如下：
1. PN结形成：PN结由两种半导体材料（P型和N型）的结合而成。

在PN结的界面处形成一个耗尽区域，其中P型区域富含正电荷（空穴），N型区域富含负电荷（电子）。

2. 光照射：当光照射到PN结上时，光子能量可以激发PN结中的电子-空穴对。

光子的能量要大于材料的带隙能量，才能产生有效的光电效应。

3. 光电效应：被激发的光电子和空穴会分别被电场推动，电子向N 区移动，空穴向P区移动。

这样就在PN结中形成了光生载流子。

4. 电流产生：由于PN结存在内建电场，光生载流子会沿着电场方向分离，形成光电流。

光电流的大小与光照强度有关。

5. 电路输出：光电流通过外部电路引出，可以测量和放大，最终转变为与光照强度成正比的电信号。

总结起来，PN结光电探测器的工作原理是通过光照射激发PN结中的光电子和空穴，在内建电场的作用下形成光生载流子，并产生光电流。

通过测量光电流的大小，可以获得与光照强度相关的电信号。

这使得PN结光电探测器在光通信、光传感等领域具有广泛的应用。

暗电流(光伏)

暗电流报告太阳电池在无光照条件下相当于一个整流二极管，当给它加一个方向偏压时(p区接负，n区接正)，外加电压与其内建电势差方向相反，使得内建场势垒高度增加，势垒宽度也增加，于是n区中的电子及p区中的空穴都难以向对方扩散，扩散电流趋近于0，但是由于结电场的增加，增强了少子的漂移作用，把n区中的空穴驱向p区，而把p区中的电子拉向n 区，在结中形成了由n指向p的反向电流，由于少数载流子是由本证激发产生的，数目比较少，所以反向电流一般都比较小，在一定温度T下，由于热激发而产生的少数载流子数量是一定的，电流值趋于恒定，这时的反向电流就是反向饱和电流，如下图第三象限，显示了p-n结的反向电流特性。

p-n的整流特性和太阳电池的明暗特性（p-n结的整流特性和太阳电池的暗特性相同，受照明时暗特性曲线下移，成为明特性曲线）当p-n结两端的反向电压加到一定数值时，反向电流或突然增加，这个现象称为p-n结反向击穿，p-n结击穿后电流很大。

产生p-n结击穿的原因是，在强电场作用下，大大地增加了自由电子和空穴的数目，引起反向电流的急剧增加，这种现象的产生分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。

雪崩击穿：当p-n结反向电压较高时，结内电场很强，使得在结内作漂移运动的少数载流子获得很大的动能。

当它与结内原子发生直接碰撞时，将原子电离，产生新的"电子一空穴对"。

这些新的"电子一空穴对"，又被强电场加速再去碰撞其它原子，产生更多的"电子一空穴对"。

如此链锁反应，使结内载流子数目剧增，并在反向电压作用下作漂移运动，形成很大的反向电流，这种击穿称为雪崩击穿。

雪崩击穿的物理本质是碰撞电离，它的击穿电压一般在8－1000V。

齐纳击穿（隧道击穿）：齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的p-n结内。

由于掺杂浓度很高，p-n结很窄，这样即使施加较小的反向电压（5V以下），结层中的电场却很强（可达10V/cm左右）。

MMVCX光伏型HgCdTe中波探测器暗电流温度特性

ｌｅｎｇｔｈＨｇＣｄＴｅｉｎｆｒｒｅａｄｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｄｅｔｅｃｔｏｒ．Ａｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ — ｍｏｄｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｆｔｔｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｆｏｒ，ｌ — ｏｎ —
２．ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＩｎｆｒａｒｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，
ＤＯＩ：１０．１１９７２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１— ９０１４．２０１７．０３．００８
ＭＭＶＣＸ光伏型ＨｇＣｄＴｅ中波探测器暗电流温度特性
王鹏，何家乐，许娇，吴明在ｈ，叶振华，丁瑞军，何力
Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ０ｆｍｉｄ－ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈＨｇＣｄＴｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅａｆｔｅｒａｎｎｅａｌｉｎｇ
（１．安徽大学物理与材料科学学院，安徽合肥２３０６０１；
２０００８３）２．中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室，上海

长波HgCdTe红外探测器的暗电流机理研究进展

ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｎＤａｒｋＣｕｒｒｅｎｔＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆ
Ｌｏｎｇ－ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈＨｇＣｄＴｅＩｎｆｒａｒｅｄＤｅｔｅｃｔｏｒｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＨｇＣｄＴｅｌｏｎｇ — ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｉｎｆｒａｒｅｄ（ＬＷＩＲ）ｄｅｔｅｃｔｏｒｓｉｓ
第３７卷第５期２０１５年５月
红外技术
ＩｎｆｒａｒｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０ｌｌ－３７Ｎｏ．５
Ｍａｙ２０１５
＜综述与评论＞
长波ＨｇＣｄＴｅ红外探测器的暗电流机理研究进展
位［。
随着红外探测技术的发展，ＨｇＣｄＴｅ红外探测器已经发展到长波了。第一代ＨｇＣｄＴｅ红外探测器
ＣＨＥＮＸｉａｏ— ｓｈｕａｎｇ，ＸＵＪｉａｏ，ＨＵＷｅｉ — ｄａ，ＷＡＮＧＪｕｎ，ＣＨＥＮＹｏｎｇ— ｇｕｏ，
ＨＵＡＮＧＹａｎ，ＺＨＯＵＸｉａｏ — ｈａｏ，ＬＵＷｅｉ
（ＮａｔｉｏｎａｌＬａｂｆｏｒＩｎｆｒａｒｅｄＰｈｙｓｉｃｓＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓｆＣｏＡＳ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００８３，Ｃｈｉｎａ）

光伏探测器的原理与应用

光伏探测器的原理与应用1. 原理介绍光伏探测器（Photovoltaic Detector）是一种将光能直接转化为电能的器件。

它利用光电效应原理，将吸收的光子能量转化为电荷或电压信号。

光伏探测器是光电探测器的一种重要类型，广泛应用于光通信、光谱分析、环境监测、太阳能电池等领域。

主要的光伏探测器类型包括：光电二极管、光电导、光电晶体管、光电效应晶体管、光电倍增管等。

下面将逐一介绍这些光伏探测器的原理和应用。

1.1 光电二极管光电二极管是一种最简单的光伏探测器，它基于PN结的正常工作原理。

当光线照射到PN结上时，光子能量会激发光伏效应，产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对将会在电场的作用下分离，形成电流。

在应用方面，光电二极管常用于光通信、显示器亮度控制、光照度测量等领域。

由于光电二极管的结构简单，成本低廉，并且灵敏度较高，因此被广泛应用于各种光电设备中。

1.2 光电导光电导（Photocunductor）是利用半导体材料的光电效应原理制成的光伏探测器。

它的结构类似于晶体管，但没有PN结。

光电导的导电性随着入射光的强度而改变，当光照射到光电导的表面时，导电性增加，产生电流。

光电导具有光响应速度快、灵敏度高的优点。

它常用于图像传感、光谱仪、精密测量等领域。

1.3 光电晶体管光电晶体管（Phototransistor）是一种将光信号转化为电信号的光伏探测器。

它由普通晶体管和光敏元件组成。

当光照射到光电晶体管的敏感区域时，光子能量被转化为电子信号，通过晶体管的放大作用，得到较大的电流输出。

光电晶体管具有灵敏度高、应用范围广的特点。

它常用于光照度测量、光谱分析、自动控制等领域。

1.4 光电效应晶体管光电效应晶体管（Photovoltaic Transistor）是将光电二极管和晶体管相结合的光伏探测器。

它不仅能够将光能转化为电能，还可以放大信号。

光电效应晶体管的输出可以直接连接到数字电路或模拟电路中使用。

光电效应晶体管广泛应用于光通信、图像传感、光电测量等领域。

HgCdTe环孔p-n结光伏探测器暗电流机制

第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月v01．36S u ppl eI n ent I】匝f1．aIed a nd I。

a s er Engi nee血g Jun．2007H gC dTe环孔p-n结光伏探测器暗电流机制李欣，王淑芬，毛京湘，赵晋云(昆明物理研究所，云南昆明650223)摘要：p—n结厶y特性是红外光伏探测器的一个重要指标，它直接决定了探测器的动态电阻和热噪声，决定了探测器的性能。

实验主要对离子刻蚀环孔p．n结H gcdTe长波光伏探测器进行变温厶y 特性测试分析。

通过对测试实验数据拟合，从理论上计算了探测器在不同温度及不同偏压下的暗电流，得到一些相关的材料和器件性能参数。

希望利用分析计算结果了解工艺中存在的问题，对改进工艺及提高器件性能提供理论依据。

关键词：暗电流；碲镉汞；光伏探测器；实验分析；模拟计算中圈分类号：TN215文献标识码：A文章编号：1007—2276(2007)增(器件)一0189。

04D a r k cur r ent char act er i s t i cs of H gC d’I’e phot oV ol t ai cdet ect or s w i t h annul ar aper t uI．e p-n j unct i on。

UⅪn，W A N G Shu-f en，M A O J i ng—xi aIl g，Z H A O Ji n—yun(K unI Tli ng I I l st i t ut e of Pl l ys i cs’K u rl II l i n g650223，C hi咖A bs t ra c t：’I he J—y char ac t er i s t i c of p-n t i e i s a Il i m por t ant l ndi ca t or of phot0V ol t alc det ect or．ndet enl l i nes t he dyn砌c r es i st a nc e，J ohns on noi s e and m e pem咖ance of m e det ec t or di re ct l y．T色m per at Il re V a r i abl e^y char act er i st i c s of H gC dT b l o ng w aV e pho t oV ol t ai c det ect or w l l i ch us ed i on et chi ng annu l ar叩er tⅢ．e p—n j unct ion ar e m ea sur ed aJl d anal yzed．D et ect or7s d砌(cur r ent und er di ff er ent t em per at ur e and V ol t age by m odel i ng c al cul a t i on of exper i m ent al dat a is ca l c ul at e d，a Il d s om e pe响r r nance par am et er a_bout m at eri al o r det e ct or ar e obt ai ned．For m aki ng us e of m e r e sul t of a na l ys i s c aJ cul a t i on t o fi nd probl锄s w K ch exi s t i n t echnol ogy，幽舶re矗cal r e舡al l ce f or i m pr oV i ng妣hIl ol ogy and ra i s i ng pe哟nr l ance of m e de t ec t or ar e pr oV i de d．K e y w or ds：D a r k c urr e nt char a ct edst i c；H gC dT e；Ph ot oV ol t ai c d朗}ct or；Ex耐m ent锄alyses；M odehng c al c ul at i onO引言近年来，由于战略和战术上的强烈需求，H gC dTe 红外探测器得到了快速发展。

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ＵⅪｎ，ＷＡＮＧＳｈｕ－ｆｅｎ，ＭＡＯＪｉｎｇ—ｘｉａＩｌｇ，ＺＨＡＯＪｉｎ—ｙｕｎ
（ＫｕｎＩＴｌｉｎｇＩＩｌｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌｌｙｓｉｃｓ’ＫｕｒｌＩＩｌｉｎｇ６５０２２３，Ｃｈｉ咖
Ａｂｓｔｒａｃｔ：’ＩｈｅＪ—ｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｐ－ｎｔｉｅｉｓａＩｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｌｎｄｉｃａｔｏｒｏｆｐｈｏｔ０Ｖｏｌｔａｌｃｄｅｔｅｃｔｏｒ．ｎ
位于空间电荷区的杂质或缺陷可以作为Ｓｈｏｃｌ【ｌｅｙ—Ｒｅａｄ型的产生复合中心，从而产生结电流。尽管空间电荷区的宽度比少子扩散长度小很多，但是在低温下，这种电流则变得十分重要。这是因为扩散
ｋ删唧［刳
式中：ｃ：±堑堕竺兰篓善哑；ｖｆ：％一ｖ；口
ⅣＡ２
是与缺陷辅助隧穿中心密度相关的参数；毋是缺陷
辅助隧穿中心相对于导带的能级。
２．４直接隧道电流模型
直接隧道电流可用以下公式计算：
，，
、
‰：１０五巩；毒ｅｘｐＩ兰骘ｌ（５）
Ｉ（心Ｋ）－Ｊ
式中：肋指数因子，取值范围为３×１０１０～４．３×１０１０
Ｖｆ＝１，ｂｆ－Ｖｂ。
３实验结果及讨论
３．１景件Ｒｏ与温度ｒ的关系悯扩散电流和产生复合电流是热电流机制，与温度
的倒数呈指数变化，随着温度的降低电流下降显著，而隧穿电流机制则与温度的关系不大。所以，可以通过器件的Ｒ对数与温度的１０００／丁实验曲线得到器
噪声，决定了探测器的性能。实验主要对离子刻蚀环孔ｐ．ｎ结ＨｇｃｄＴｅ长波光伏探测器进行变温厶ｙ
特性测试分析。通过对测试实验数据拟合，从理论上计算了探测器在不同温度及不同偏压下的暗电
流，得到一些相关的材料和器件性能参数。希望利用分析计算结果了解工艺中存在的问题，对改进
工艺及提高器件性能提供理论依据。
关键词：暗电流；碲镉汞；光伏探测器；实验分析；模拟计算
电常数和ＨｇＣｄＴｅ相对介电常数；＾，’Ⅳ＾＾ＷⅣ＾＋＾ＩＤ；ｆ为考虑了表面产生复合影响的空间电荷区载流子寿
命，即考虑了表面漏电的影响：
三一：＝一土＋＋—盟Ｌ
（（ｒ３ｊ）
ｆ乞
Ａ
式中：Ｐ，为结区的周长；岛为表面复合速率。
２．３辅助隧道电流模型
辅助隧道电流可用以下公式计算：
在现有材料和器件工艺水平下，ＨｇＣｄＴｅ光电二极管的性能会受到过量暗电流的限制。因此，研究光伏器件的暗电流机构，对研制光伏探测器有很重要的指导意义。在无光照的情况下，通过ｐ—ｎ结的电流称为暗电流。这种电流主要有以下来源［２－５１：
（２）表面钝化不均匀，导致小偏压下即产生很大的产生复合电流，从而影响了器件性能。
，
４结论
（１）对采用离子刻蚀成结、环孔互连工艺制备
的ＭＣＴ光伏探测器暗电流特性进行了测试及理论计算分析，得到了器件暗电流主要构成机制：对于暗电流小的器件，在小偏压下（小于１５０ｍＶ），产生复合电流为主要的暗电流机制，在１５０。５００ｍｖ范围，陷阱辅助隧穿电流为主要暗电流机制。为了进一步提高器件性能，减小暗电流，需进一步提高材料生长质量及表面处理技术；
一Ｏ．３矿
一Ｏ．１
图４．５Ｉ．ＩｔＦＡｌ２暗电流计算和测试结果Ｆ垮．４ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａＩｌｄｍｅａＬｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆ
ｄａｒｋｃｕｒｒｅｍｆｏｒ５Ｉ。Ｉ．Ｒ～１２
对比两器件，在同一工艺条件下，暗电流机制存在着较大的区别，原因可能是：
（１）材料不均匀，且缺陷及杂质较多，导致同一材料制备的器件隧穿电流起决定作用的温度及偏压都不相同；
图４是器件５Ｉ，Ｉ臌１２在工作温度时厶ｙ曲线和
各种暗电流机制的拟合结果。从图中可以看出器件在整个反向偏压下，暗电流机制均由辅助隧道电流决定，由此也可说明在该温度点下，器件的暗电流已全由隧道电流决定，与前面实验结果吻合。
Ｏ．一５．Ｏ×１０一１．Ｏ×ｌＯ
～一１．５ＸｌＯ一２．Ｏ×１０ —２．５×１０ —３．Ｏ×１０一Ｏ．５
ｄｙｎ砌ｃｄｅｔｅｎｌｌｉｎｅｓｔｈｅ
ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，Ｊｏｈｎｓｏｎｎｏｉｓｅａｎｄｍｅｐｅｍ咖ａｎｃｅｏｆｍｅｄｅｔｅｃｔｏｒｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｔ色ｍｐｅｒａｔＩｌｒｅ
Ｖａｒｉａｂｌｅ＾ｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨｇＣｄＴｂｌｏｎｇｗａＶｅｐｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃｄｅｔｅｃｔｏｒｗｌｌｉｃｈｕｓｅｄｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇａｎｎｕｌａｒ
万方数据
增干ｌＪ
李欣等：ＨｇＣｄＴｅ环孔ｐｎ结光伏探测器暗电流机制
１９１
件隧穿电流起支配作用的温度，从而进一步分析器件合适的工作温度。
在热电流是主要暗电流机制的温度范围内，即扩散电流与产生复合电流起主导作用的温度范围内，利用公式（６）对所测器件５ＬＬＦＡｌ２、５ＬＬＦＡｌ３的实验曲线进行拟合计算，得到孙众＆及隧穿电流起支配作用的起始温度丁，拟合曲线如图１、图２所示，拟合计算结果见表ｌ。
去２志＋击民（Ｒ）ｍ厅。（Ｒ）孽
式中：ｃ‰＝象（鲁Ｆ
＠…７
一５Ｏ
一ｌ０ｋ
■
一１５
＾ｖ
．Ｏ —Ｕ叶
ｉ一Ｏ０ｏ
‘ 一２ＯｌＯ
一２５ ××Ｘ×× ｌＯ ■
一Ｏ．５
一Ｏ．３矿
一Ｏ．１
图３５Ｉ．Ｉｆ’Ａ１３暗电流计算和测试结果Ｆｉｇ．３Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ柚ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｏｆ
ｄｅｔｅｃｔｏｒａｒｅｐｒｏＶｉｄｅｄ．
ｄ朗｝ｃｔｏｒ；Ｅｘ耐ｍｅｎｔ锄ａｌｙｓｅｓ；Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｄｓｔｉｃ；ＨｇＣｄＴｅ；ＰｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃ
Ｍｏｄｅｈｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
Ｏ引言
近年来，由于战略和战术上的强烈需求，ＨｇＣｄＴｅ红外探测器得到了快速发展。出现了离子注入、原位生长及离子刻蚀三种制备工艺，以及多色ＨｇｃｄＴｅ红
利用激光束感生电流（ＬＢＩＣ）测试，得到探测
元直径为２０岬，少子扩散长度为９岫，由此可以
算出结面积（Ａ）为６．２８×１０曲ｃｍ２。将待测样品用低温胶贴在ＧＭ２０５制冷机的冷头
上，并在冷头上安装冷屏，利用ＬａｋｅＳｈｏｒｅ３４０温控仪及Ｋｅｉｔｈｌｅｙ４２００进行２０～２００Ｋ温度范围内的变温 ■ｙ特性测试。测温精度为＋ｏ．０３Ｋ，控温精度为±ｏ．３Ｋ以内，最小测试电流可以达到１０。１２Ａ量级。
拟合计算，可以看出器件５Ｉ，Ｉ，ＦＡｌ２的孙厶＆均比
器件５ＬＬＦＡｌ３的差，即器件５ＬＬＦＡｌ２的空间电荷区
和表面的产生复合电流比器件５ＬＬＦＡｌ３的大。分析原因有二：
（１）材料缺陷导致器件５ＬＬＩ认１２过早出现隧穿
电流机制；（２）器件５ＬＩ，ＦＡｌ２钝化层缺陷导致器件表面漏
电过大，影响了器件特性。３．２器件在工作温度时的厶ｙ特性【７｛Ｊ
裹１器件拟合参数比较Ｃｏｍｐａ订ｓｏｎＯｆｄｅＶｉｃｅｆｉｔｔｉｎｇｐａ髓ｍｅｔｅ玮
ｌ
（民）Ｆ＝一
４％２ｆ
Ａ卯。（２岛乞／叫）２
由图１可知，仅当丁＜７０Ｋ时，器件５Ｉ，Ｉ．ＦＡｌ３
的Ｒｏ才随温度降低而基本不变；由图２可知，器件
５ＬＬｆ’Ａ１２当丁＜１２０Ｋ时，器件的Ｒｏ由于受到了与温
度关系不大的隧穿电流机制的影响，基本不变。通过
（１）ｎ区和ｐ区的扩散电流；（２）产生一复合电流；（３）辅助隧道电流；（４）直接隧道电流。２．１扩散电流模型扩散电流是ｐ—ｎ结二极管的基本电流机制，它产生于空间电荷区两侧自由电子产生的热电子．空穴对在少子扩散长度内的产生与复合，可以表达为：
‰＝弘若（警］ｉ（ｅｘｐ（詈）一·）㈣
扩散电流不像产生一复合电流或隧道电流那样对空间电荷区的细节很敏感，在较高温度下，扩散电流是ＨｇＣｄＴｅ光电二极管暗电流的主要部分。２．２产生．复合电流模型
中圈分类号：ＴＮ２１５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００７—２２７６（２００７）增（器件）一０１８９。０４
ＤａｒｋｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨｇＣｄ’Ｉ’ｅｐｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃ
ｄｅｔｅｃｔｏｒｓｗｉｔｈａｎｎｕｌａｒａｐｅｒｔｕＩ．ｅｐ－ｎｊｕｎｃｔｉｏｎ
。
ｐｒｏｂｌ锄ｓｍａｔｅｒｉａｌｏｒｄｅｔｅｃｔｏｒａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ＦｏｒｍａｋｉｎｇｕｓｅｏｆｍｅｒｅｓｕｌｔｏｆａｎａｌｙｓｉｓｃａＪｃｕｌａｔｉｏｎｔｏｆｉｎｄｗＫｃｈｅｘｉｓｔｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，幽舶ｒｅ矗ｃａｌｒｅ舡ａｌｌｃｅｆｏｒｉｍｐｒｏＶｉｎｇ妣ｈＩｌｏｌｏｇｙａｎｄｒａｉｓｉｎｇｐｅ哟ｎｒｌａｎｃｅｏｆｍｅ
万方数据
１９０
红外与激光工程：红外探测器及其在系统中的应用
第３６卷
１实验方法
采用ｐ型ＨｇＣｄＴｅ薄膜材料，利用离子刻蚀成结的方式制备８×８元ｎ＋一ｏｎ－ｐ型光伏探测器。材料ｐ区载流子浓度（尸０）为５．３×１０ｄ６ｃｌｌｌ一；空穴迁移率（胁）为３２７ｃｍ２Ⅳｓ；组份（工）为０．２３０，器件厚度为１０¨ｍ。
叩ｅｒｔⅢ．ｅｐ—ｎｊｕｎｃｔｉｏｎａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄａＪｌｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｄｅｔｅｃｔｏｒ７ｓｄ砌（ｃｕｒｒｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＶｏｌｔａｇｅｂｙｍｏｄｅｌｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ａＩｌｄｓｏｍｅｐｅ响ｒｒｎａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒａ＿ｂｏｕｔ
第３６卷，增刊
ｖ０１．３６ＳｕｐｐｌｅＩｎｅｎｔ
红外与激光工程
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