为了克服CdZnTe基底在大尺寸、低成本HgCdTe红外焦平面阵列(IRFPAs)中的限制,HgCdTe薄膜在替代基底(如GaAs和Si)上的外延生长已成为一个重要的研究重点。GaAs替代基底与HgCdTe材料之间大约14%的晶格失配产生了高密度的界面缺陷,如位错和双胞晶。这些缺陷在近界面带隙内诱导了高密度的界面态,导致界面复合,从而限制了器件性能。本文提出了一种HgCdTe/GaAs界面的优化方法,该方法涉及在制造GaAs基HgCdTe红外(IR)探测器后去除基底和表面钝化。通过化学机械抛光(CMP)和选择性湿法化学蚀刻,无损去除GaAs基底。采用一种基于溴的溶液(Br2–HBr)消除表面损伤层以优化界面,并沉积复合介电膜以实现同时的表面钝化和光学抗反射。在80 K下运行的n-on-p器件的实验结果表明,在界面优化后,3.5–6.1 μm波长范围内的平均量子效率从58%提高到84%,而黑体响应度从8.7 × 10⁶ V/W提高到1.6 × 10⁷ V/W。量子效率和黑体响应度都达到了与CdZnTe基探测器相当的水平。基于载流子扩散模型的数值拟合表明,界面优化将表面势能降低了大约两个数量级,有效抑制了界面复合。
李等人(周)研究了这个问题。