【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于紅外及光電子領域，具體為一種碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法。
技術介紹
1、碲鎘汞薄膜材料由于具有帶隙可調、高遷移率、高載流子壽命等優點，長期應用于紅外光電探測器的制備。少子擴散長度、少子壽命等材料參數決定了探測器的光電性能，碲鎘汞薄膜少子擴散長度的測量對檢驗材料生長質量、改進器件結構設計具有重要作用。
2、紅外探測器的少子擴散長度一般通過激光束誘導電流(lbic)方法測量。lbic將激光聚焦成為微米甚至納米級別的光斑，對材料表面形成局域光激勵，然后依賴材料內的pn結電場收集光生載流子，根據光電流衰減擬合出材料的擴散長度。由于pn結為少子器件，工作原理主要依賴于少子(少數載流子)的注入與復合等過程，因此光電流擬合獲得的參數是少子擴散長度。lbic方法只能測量平面結材料表面附近的少子擴散長度，由于碲鎘汞紅外光電探測器一般采用背入射結構，且表面需要經歷刻蝕微臺面、多層鈍化等工藝過程，嚴重限制了lbic方法的應用。
3、因此，目前缺乏一種普適性強的紅外薄膜材料少子擴散長度測量方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，解決傳統方法在歷經多步工藝過程的紅外光電器件上適用性差的困難，基于紅外光電器件常規的黑體響應測試方法即可簡單快捷地測量碲鎘汞薄膜材料的少子擴散長度。
2、為實現上述目的，本專利技術的技術方案是：
3、一種碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，所述方法具體包括以下步驟：>
4、s1，制作用于測量碲鎘汞薄膜的少子擴散長度的紅外光電器件；
5、s2，測量不同陣列的光電流。基于紅外探測器的黑體響應測試，對碲鎘汞薄膜提供均勻的入射光，利用測試管腳測量每個像元陣列的總光電流ilight；
6、s3，計算像元陣列擴展后的載流子收集區域面積，并建立擴展后的總光電流模型；
7、s4，根據步驟s3的總光電流模型，擬合獲得少子擴散長度。
8、步驟s1的具體實現方法，包括以下子步驟：
9、s11，設計像元陣列；以預估的少子擴散長度為基準設定像元中心距，設計具有不同像元數量、陣列形狀的像元陣列，像元陣列具有不同的周長/面積比；
10、s12，制備像元陣列；在碲鎘汞薄膜上制備步驟s11的像元陣列并引出到測試管腳。
11、步驟s12的具體實現方法，包括以下子步驟：
12、s121，利用離子注入工藝在p型碲鎘汞薄膜上形成n型摻雜區域陣列，n型區域按照步驟s12設計的像元陣列排布；
13、s122，像元陣列引出到測試管腳。利用倒焊互連工藝，將pn結的n型區域連接到外部測試管腳；其中同一陣列內的pn結全部連接同一測試管腳，形成電學并聯。
14、步驟s3的具體實現方法，包括以下子步驟：
15、s31，計算像元陣列內部的載流子收集面積sin，像元陣列內部的載流子收集面積可以表示為：
16、
17、其中n為像元陣列規格，dpitch為像元中心距；
18、s32，計算像元陣列邊緣擴展的載流子收集面積sexp，假設少子擴散長度為x，像元陣列邊緣擴展的載流子收集面積可以表示為：
19、sexp＝x·l?????(2)
20、其中l為像元陣列周長；
21、s33，計算陣列擴展后的總載流子收集面積sall，擴展后的總載流子收集面積可以表示為：
22、sall＝sin+sexp?????(3)
23、s34，擴展后的總光電流模型，取碲鎘汞薄膜的光電流密度為id，則總光電流計算公式可以表示為：
24、
25、根據陣列的像元數量、周長、中心距以及總光電流測試結果，擬合計算總光電流計算公式的未知參數id和x，獲得x即為對應碲鎘汞薄膜的少子擴散長度。
26、本專利技術的優點在于：在碲鎘汞薄膜上制備高密度的像元陣列，允許光生載流子在像元間橫向擴散形成串擾電流。通過設計不同周長/面積比的像元陣列，測量并分析外部串擾電流與陣列內光電流的比例，計算像元陣列收集光生載流子的擴展范圍。由于像元陣列邊緣擴展的光生載流子收集面積取決于器件的少子擴散過程，從而可以簡單快捷地計算碲鎘汞薄膜的少子擴散長度。
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1.一種碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：所述方法具體包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：步驟S1的具體實現方法，包括以下子步驟：
3.根據權利要求2所述的碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：步驟S12的具體實現方法，包括以下子步驟：
4.根據權利要求1所述的碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：步驟S3的具體實現方法，包括以下子步驟：
5.根據權利要求4所述的碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：根據陣列的像元數量、周長、中心距以及總光電流測試結果，擬合計算總光電流計算公式的未知參數Id和x，獲得x即為對應碲鎘汞薄膜(1)的少子擴散長度。
【技術特征摘要】
1.一種碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：所述方法具體包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：步驟s1的具體實現方法，包括以下子步驟：
3.根據權利要求2所述的碲鎘汞薄膜的少子擴散長度測量方法，其特征在于：步驟s12的具體實現方法，包括以下子步驟：
【專利技術屬性】
技術研發人員：葉振華，李輝豪，孫常鴻，王進東，廖清君，陳燕，李媛媛，吳昊，
申請(專利權)人：中國科學院上海技術物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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