隨著新一代民用和軍用領(lǐng)域光電探測(cè)器系統(tǒng)對(duì)性能、功耗、產(chǎn)能和成本等提出了更高的要求，作為關(guān)鍵核心器件的紅外探測(cè)器需要向高分辨率、高靈敏度、高工作溫度、多光譜以及甚長(zhǎng)波探測(cè)等方向發(fā)展，對(duì)碲鎘汞薄膜材料尺寸、均勻性、晶體質(zhì)量、產(chǎn)能和成本控制等方面提出了更高要求。國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)在高質(zhì)量MCT材料的研發(fā)方面投入巨資，并實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的突破，如圖1展示了不同研究機(jī)構(gòu)的部分報(bào)道情況。

圖1 國(guó)內(nèi)外MCT薄膜研發(fā)結(jié)果報(bào)道情況

據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，近期，昆明物理研究所科研團(tuán)隊(duì)在《紅外技術(shù)》期刊上發(fā)表了以“昆明物理研究所大面積水平推舟液相外延碲鎘汞薄膜技術(shù)進(jìn)展”為主題的綜述文章。該文章第一作者為孔金丞正高級(jí)工程師，主要從事紅外探測(cè)器材料與器件技術(shù)的研究工作。

該文章以MCT外延薄膜的主要質(zhì)量問(wèn)題及原因分析為出發(fā)點(diǎn)報(bào)道了昆明物理研究所在相關(guān)方面取得的研究進(jìn)展，主要包括襯底質(zhì)量的提升、外延薄膜質(zhì)量的優(yōu)化、襯底及外延尺寸提升以及對(duì)探測(cè)器技術(shù)的影響和支撐。

MCT薄膜的主要質(zhì)量問(wèn)題及起源

根據(jù)昆明物理研究所長(zhǎng)期的科研和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，阻礙液相外延MCT薄膜材料質(zhì)量提升的難點(diǎn)主要有：①表面缺陷難以控制；②晶體質(zhì)量難以提升；③薄膜均勻性難以?xún)?yōu)化；④薄膜尺寸難以增大。

圖2較為充分地展示了液相外延MCT薄膜存在的主要表面缺陷類(lèi)型。圖2（a）中的析晶、母液殘留、表面波紋Ⅰ、表面波紋Ⅱ、亂線以及“蝌蚪”缺陷形成于外延生長(zhǎng)工藝過(guò)程中，主要與石墨舟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫場(chǎng)控制、生長(zhǎng)條件等工藝參數(shù)有關(guān)。襯底表面的缺陷或沾污也會(huì)導(dǎo)致外延薄膜表面出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的缺陷，降低表面質(zhì)量，如圖2（b）所示。因此，為了獲得表面質(zhì)量?jī)?yōu)越的MCT外延薄膜，需要對(duì)CZT單晶生長(zhǎng)、襯底表面處理以及外延生長(zhǎng)等關(guān)鍵工藝進(jìn)行綜合研究，明確每一種缺陷的形成節(jié)點(diǎn)及機(jī)理，并獲得解決方案。

圖2 液相外延MCT薄膜主要表面缺陷類(lèi)型：（a）為外延工藝引入的缺陷；（b）為碲鋅鎘襯底引入的缺陷

碲鎘汞外延薄膜的晶體質(zhì)量主要和碲鋅鎘襯底晶向偏角、界面失配、襯底缺陷密度以及外延生長(zhǎng)參數(shù)等有關(guān)，襯底晶向偏角大小超過(guò)材料生長(zhǎng)容忍度、Zn組份偏離導(dǎo)致晶格失配過(guò)大、襯底缺陷密度過(guò)大以及外延生長(zhǎng)參數(shù)（如溫度、降溫速率）與設(shè)計(jì)波段不匹配等都會(huì)造成外延薄膜晶體質(zhì)量下降，最終影響探測(cè)器的性能。外延薄膜均勻性則主要和外延生長(zhǎng)工藝有關(guān)，溫場(chǎng)分布不均勻、降溫速率和設(shè)計(jì)波段不匹配、石墨舟結(jié)構(gòu)不合理等造成襯底面內(nèi)不同位置薄膜生長(zhǎng)速率不同，從而導(dǎo)致均勻性變差。

昆明物理研究所針對(duì)上述因素，對(duì)CZT襯底制備工藝和MCT薄膜外延生長(zhǎng)工藝進(jìn)行了持續(xù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了碲鋅鎘基碲鎘汞薄膜質(zhì)量、尺寸以及產(chǎn)能的綜合提升。

襯底質(zhì)量的提升

襯底尺寸的增長(zhǎng)

CZT單晶是制備第三代MCT紅外焦平面探測(cè)器的最佳襯底材料，其尺寸是限制高性能大面陣MCT焦平面探測(cè)器研制的一大因素，增大襯底尺寸一直是CZT單晶研究的一個(gè)主要方向。

目前，昆明物理研究所通過(guò)改進(jìn)型垂直梯度凝固法（VGF）實(shí)現(xiàn)了直徑?90 mm和?120 mm CZT單晶的批量生產(chǎn)，晶錠照片如圖3（a）所示。同時(shí)，我們也改進(jìn)了碲鋅鎘晶片表面處理工藝，完善了不同尺寸碲鋅鎘襯底的機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、腐蝕、清洗等表面處理工藝能力，能夠批量制備20 mm×25 mm、25 mm×30 mm、40 mm×50 mm、50 mm×60 mm以及70 mm×75 mm等尺寸的高質(zhì)量（111）襯底晶片，用于高質(zhì)量液相外延MCT薄膜的生長(zhǎng)，如圖3（b）所示。

圖3 昆明物理研究所主流CZT晶錠尺寸（a）和襯底尺寸（b）

缺陷密度控制

在CZT襯底上采用液相外延技術(shù)生長(zhǎng)MCT外延薄膜的過(guò)程中，襯底近表面的沉積相和夾雜相會(huì)在外延薄膜表面形成凹坑等缺陷，襯底中的位錯(cuò)則會(huì)向MCT外延薄膜延伸形成穿越位錯(cuò)，降低MCT外延薄膜的質(zhì)量，最終影響MCT紅外焦平面探測(cè)器的性能。因此，低缺陷密度CZT襯底制備技術(shù)對(duì)于高性能MCT紅外焦平面探測(cè)器的研制和生產(chǎn)非常重要。

針對(duì)CZT襯底的沉積相和夾雜相缺陷抑制，昆明物理研究所通過(guò)晶錠原位退火、工程化組分偏析抑制等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了低缺陷密度CZT襯底的制備。工藝優(yōu)化前，沉積相和夾雜相缺陷尺寸小于5 μm的占比不足45%；工藝優(yōu)化后，尺寸小于5 μm的占比提升到了94%以上，其中尺寸小于2 μm的占比超過(guò)了66%，缺陷控制能力明顯提升，如圖4所示。

圖4 昆明物理所碲鋅鎘襯底沉積相尺寸和密度的優(yōu)化：（a）優(yōu)化前；（b）優(yōu)化后

針對(duì)CZT晶體材料中的位錯(cuò)缺陷，昆明物理所通過(guò)長(zhǎng)期的生長(zhǎng)設(shè)備和生長(zhǎng)管的設(shè)計(jì)以及生長(zhǎng)工藝參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了位錯(cuò)密度的有效抑制。優(yōu)化前，EPD均值在9.0×10? cm?2左右，優(yōu)化后EPD降低到了4.0×10? cm?2以下（如圖5），為實(shí)現(xiàn)低缺陷密度液相外延MCT薄膜的批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

圖5 通過(guò)生長(zhǎng)工藝優(yōu)化抑制碲鋅鎘襯底的位錯(cuò)腐蝕坑密度

Zn組份均勻性控制

CZT晶體中的Zn元素分凝系數(shù)大于1（約1.35），采用熔體法生長(zhǎng)的CZT晶體軸向組份不均勻，造成沿生長(zhǎng)軸方向和斜向切割的大面積CZT晶片組份不均勻。Zn組份含量的不均勻，將導(dǎo)致晶體晶格常數(shù)的不均勻，引起外延薄膜晶格畸變，形成應(yīng)力區(qū)。這種應(yīng)力在MCT薄膜的外延生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)形成高密度位錯(cuò)，影響MCT外延薄膜晶體質(zhì)量。

為了獲得Zn組份均勻的CZT晶片，昆明物理研究所開(kāi)展了CZT晶體定向生長(zhǎng)技術(shù)研究，突破了生長(zhǎng)方向控制、生長(zhǎng)速率控制以及Cd分壓控制等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了垂直于碲鋅鎘晶錠生長(zhǎng)方向的橫向切割，獲得了滿足生長(zhǎng)方向要求的CZT晶圓，改善了CZT襯底的Zn組份均勻性。圖6為CZT定向生長(zhǎng)技術(shù)突破前（6（a））以及突破后（6（b）、6（c））生長(zhǎng)的CZT晶片實(shí)物圖和晶片面內(nèi)Zn組份分布圖。

從圖中可以清晰看出，在定向生長(zhǎng)技術(shù)突破前，40 mm×50 mm面積CZT襯底的Zn組份極差（最大值－最小值）為1.37%；定向生長(zhǎng)技術(shù)攻克后，?120 mm晶圓面積內(nèi)的Zn組份極差僅為0.36%，Zn組份均勻性得到了顯著改善，為提高批量研制的芯片均勻性、產(chǎn)品一致性及甚高分辨率大面陣MCT紅外探測(cè)器的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

圖6 采用優(yōu)化工藝后的?120 mm碲鋅鎘晶圓Zn組分分布：（a）優(yōu)化前；（b）（c）優(yōu)化后

襯底面形控制

MCT薄膜材料面形較差時(shí)會(huì)影響光刻等探測(cè)器制造工藝的精度，也會(huì)降低MCT芯片與讀出電路之間的連通率，最終影響探測(cè)器芯片的性能。為了實(shí)現(xiàn)多管芯大面積材料批量流片，降低探測(cè)器芯片成本，同時(shí)滿足高分辨率探測(cè)器芯片規(guī)模增加的需要，提高M(jìn)CT薄膜材料面形控制能力變得尤為重要。而MCT薄膜及芯片的面形直接地受到CZT襯底面形的影響，控制CZT襯底面形是高質(zhì)量CZT襯底制備的難點(diǎn)之一。

CZT屬于軟脆晶體，其面形受損傷層殘余應(yīng)力的影響較大，昆明物理研究所通過(guò)磨拋參數(shù)優(yōu)化、損傷層去除和控制、增加過(guò)程檢驗(yàn)控制點(diǎn)等手段實(shí)現(xiàn)了碲鋅鎘晶片表面處理工藝的改進(jìn)，提升了大尺寸襯底面形控制能力，70 mm×75 mm面積CZT（111）襯底的峰谷值（PV）可控制到5 μm以下（如圖7所示），為甚高分辨率大面陣探測(cè)器的研發(fā)和探測(cè)器芯片批生產(chǎn)能力提升提供了保障。

圖7 70 mm×75 mm面積CZT襯底面形典型測(cè)試結(jié)果（a）和工藝優(yōu)化前后襯底PV值的變化（b）

外延薄膜質(zhì)量的優(yōu)化

薄膜缺陷控制及晶體質(zhì)量的提升

MCT薄膜的表面缺陷對(duì)焦平面探測(cè)器最直接的影響是導(dǎo)致盲元的增加，部分碲鋅鎘襯底表面附近的沉積相和夾雜相缺陷還會(huì)導(dǎo)致外延MCT薄膜相應(yīng)位置周?chē)诲e(cuò)增殖，不僅影響焦平面探測(cè)器盲元數(shù)，也導(dǎo)致不穩(wěn)定像元增加；位錯(cuò)缺陷密度的增加以及晶體質(zhì)量的下降還會(huì)直接導(dǎo)致探測(cè)器暗電流的增大，降低探測(cè)器的性能，尤其是對(duì)于長(zhǎng)波、甚長(zhǎng)波探測(cè)器以及高工作溫度（HOT）探測(cè)器的影響更為顯著。

昆明物理研究所已經(jīng)初步明確了薄膜缺陷的起源和影響因素，從襯底位錯(cuò)缺陷抑制和外延生長(zhǎng)工藝優(yōu)化等角度進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)，MCT外延薄膜的位錯(cuò)腐蝕坑密度顯著降低，目前均值在5×10? cm?2的水平，如圖8所示。

圖8 昆明物理研究所MCT外延薄膜的位錯(cuò)腐蝕坑密度（EPD）

Zn組份決定了CZT襯底的晶格常數(shù)，從而決定了薄膜與襯底的晶格匹配情況，晶格失配過(guò)大會(huì)導(dǎo)致失配位錯(cuò)的產(chǎn)生并降低晶體質(zhì)量。昆明物理研究所研究了襯底Zn組份與MCT薄膜半峰寬的關(guān)系（如圖9（a）），由此能夠?qū)w質(zhì)量進(jìn)行控制和提升，目前薄膜半峰寬普遍≤35 arcsec，部分可達(dá)到≤25 arcsec的水平，和國(guó)外報(bào)道的先進(jìn)水平相當(dāng)，為高性能紅外探測(cè)器的研發(fā)提供了高質(zhì)量的MCT薄膜。當(dāng)襯底與薄膜的晶格失配較大時(shí)，薄膜表面形貌質(zhì)量也會(huì)受到影響，具體表現(xiàn)為粗糙度大。

因此為了獲得表面光滑平整的薄膜，需要挑選合適Zn組份的襯底。然而對(duì)于大尺寸碲鎘汞薄膜的生長(zhǎng)，所需的大尺寸碲鋅鎘襯底難以保證面內(nèi)Zn組份都控制在合適范圍內(nèi)，從而造成薄膜表面質(zhì)量存在漸變的現(xiàn)象，如圖9（b）所示。昆明物理研究所在實(shí)現(xiàn)了大尺寸碲鋅鎘晶體定向生長(zhǎng)之后解決了這個(gè)問(wèn)題，由于大尺寸襯底面內(nèi)Zn組份均勻性?xún)?yōu)越，所生長(zhǎng)50 mm×60 mm大尺寸薄膜整個(gè)面內(nèi)光滑，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了表面缺陷的有效抑制。

圖9 昆明物理研究所MCT薄膜半峰寬與襯底Zn組分關(guān)系（a）及50 mm×60 mm MCT薄膜表面粗糙度改善（b）

薄膜均勻性控制

MCT薄膜的均勻性會(huì)直接影響探測(cè)器的響應(yīng)均勻性，較差的均勻性還會(huì)導(dǎo)致探測(cè)器制造工藝難度增大，影響制造成品率和產(chǎn)品性能。因此提高薄膜材料的均勻性對(duì)實(shí)現(xiàn)高性能探測(cè)器的研制及量產(chǎn)至關(guān)重要。

對(duì)于液相外延技術(shù)，MCT外延薄膜的均勻性主要和石墨舟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外延溫場(chǎng)控制以及外延過(guò)程的降溫速率等因素有關(guān)。昆明物理通過(guò)外延相關(guān)工藝參數(shù)的持續(xù)優(yōu)化，薄膜均勻性的控制能力取得了進(jìn)展。如圖10為數(shù)百個(gè)樣本的50 mm×60 mm面積長(zhǎng)波和中波薄膜的均勻性情況，95%以上的長(zhǎng)波薄膜厚度極差能夠控制在≤±1.25 μm（圖10（a）），波長(zhǎng)極差能夠控制在≤±0.1 μm（圖10（b））；中波薄膜則分別能夠控制到≤±1 μm、≤±0.05 μm（圖10（c）和10（d）），目前還在持續(xù)改善過(guò)程中。薄膜均勻性控制技術(shù)的提升為實(shí)現(xiàn)高性能探測(cè)器的批量生產(chǎn)提供了材料技術(shù)保障。

圖10 昆明物理研究所50 mm×60 mm MCT 薄膜厚度和截止波長(zhǎng)均勻性：（a）（b）長(zhǎng)波MCT；（c）（d）中波MCT

薄膜電學(xué)參數(shù)控制

MCT薄膜材料中的汞空位是受主點(diǎn)缺陷，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囅瘴?，并降低溫度抑制本征載流子濃度，材料將以剩余施主激發(fā)的電子為主進(jìn)行導(dǎo)電。低溫下的載流子濃度和遷移率將能夠有效反映薄膜材料的晶體質(zhì)量，高質(zhì)量的薄膜材料是制備高性能紅外探測(cè)器的關(guān)鍵；同時(shí)載流子濃度的穩(wěn)定性能夠直接反映材料的一致性和制備工藝的可重復(fù)性，提高載流子濃度穩(wěn)定性對(duì)保證探測(cè)器的性能以及提升批產(chǎn)能力至關(guān)重要。

通過(guò)碲鋅鎘襯底制備、襯底表面處理以及碲鎘汞外延生長(zhǎng)工藝的綜合優(yōu)化，昆明物理研究所液相外延薄膜材料的載流子濃度控制能力持續(xù)提升，中波和長(zhǎng)波MCT外延薄膜N型載流子濃度能夠控制在1×101?~3×101? cm?2之間（優(yōu)化之前的波動(dòng)范圍超過(guò)1×101?~10×101? cm?2），遷移率實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)步提升，長(zhǎng)波材料均值達(dá)到了1×10? cm2/Vs以上，中波材料達(dá)到了6×10? cm2/Vs以上，如圖11所示為數(shù)百個(gè)抽樣樣本的測(cè)試和統(tǒng)計(jì)結(jié)果。載流子濃度的離散性減小與遷移率的增大說(shuō)明材料質(zhì)量和一致性得到提升，外延薄膜制備工藝的控制能力和重復(fù)性達(dá)到了較高水平。

圖11 昆明物理研究所MCT薄膜材料的載流子濃度和遷移率：（a）（b）長(zhǎng)波MCT；（c）（d）中波MCT

外延薄膜尺寸增大及對(duì)探測(cè)器技術(shù)的支撐

基于以上所述的CZT生長(zhǎng)、CZT表面處理以及MCT薄膜液相外延生長(zhǎng)等技術(shù)水平的綜合提升，目前昆明物理研究所具備了20 mm×25 mm、25 mm×30 mm、40 mm×50 mm、50 mm×60 mm等尺寸碲鎘汞外延薄膜的大批量生產(chǎn)能力，以及70 mm×75 mm大尺寸MCT薄膜的小批量制造能力（如圖12（a）），材料的質(zhì)量和均勻性達(dá)到了較高水平，能夠滿足目前高性能制冷型紅外探測(cè)器的研制和生產(chǎn)需求。

MCT外延薄膜尺寸的增大對(duì)探測(cè)器芯片制造工藝能力的提升有益。如圖12（b）所示，20 mm×25 mm尺寸MCT外延薄膜只能制備2個(gè)640×512（15 μm pitch）規(guī)格的探測(cè)器芯片，而25 mm×30 mm、40 mm×50 mm、50 mm×60 mm尺寸的外延薄膜則分別可以制備4、15、24個(gè)探測(cè)器芯片。面積的增大有效提升了材料和探測(cè)器芯片生產(chǎn)效率，推動(dòng)了探測(cè)器產(chǎn)能的提升，降低了生產(chǎn)成本。

圖12 LPE MCT尺寸的增大推動(dòng)了探測(cè)器生產(chǎn)效率的提升，單片薄膜可制備24個(gè)640×512（15 μm pitch）芯片（a），（b）；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了2048×2048（15 μm pitch）、2048×2048（18 μm pitch）、4096×4096（15 μm pitch）大面陣探測(cè)器芯片的研制（c），（d），（e）

更重要的是，大尺寸MCT薄膜材料制備技術(shù)的突破有力支撐了大面陣探測(cè)器的研制。以材料技術(shù)為支撐，昆明物理研究所采用基于CZT襯底的液相外延MCT薄膜研制出了2048×2048（15 μm pitch）、2048×2048（18 μm pitch）、4096×4096（15 μm pitch）等規(guī)格探測(cè)器芯片（圖12（c）、12（d）、12（e）），得益于小晶格失配的高質(zhì)量外延薄膜，因而探測(cè)器綜合性能較Si、Ge等異質(zhì)襯底MCT薄膜具有顯著優(yōu)勢(shì)。

探測(cè)器驗(yàn)證結(jié)果

長(zhǎng)波和HOT探測(cè)器

R?A是光伏型紅外探測(cè)器零偏壓時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻R?和光敏元面積A的乘積，R?A值越大，暗電流越小，能夠很好地表征紅外探測(cè)器的品質(zhì)?；陧阡\鎘晶體生長(zhǎng)、碲鎘汞液相外延外延薄膜制備以及探測(cè)器工藝技術(shù)的綜合提升，昆明物理研究所碲鎘汞探測(cè)器暗電流控制能力得到了顯著提升。如圖13所示，采用汞空位和Au摻雜n-on-p技術(shù)研制的長(zhǎng)波探測(cè)器暗電流分別達(dá)到了AIM公司提出的本征摻雜和非本征摻雜經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ退剑徊捎胮-on-n技術(shù)研制的長(zhǎng)波和甚長(zhǎng)波探測(cè)器的暗電流也達(dá)到了先進(jìn)水平，部分探測(cè)器的R?A值能夠略微高于Rule 07模型，多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的擬合曲線則同Rule 07模型吻合得較好。

暗電流水平的提升充分說(shuō)明昆明物理研究所的液相外延薄膜材料制備技術(shù)和探測(cè)器工藝技術(shù)都達(dá)到了較高水平，目前已經(jīng)能夠有效支撐高性能長(zhǎng)波、甚長(zhǎng)波、HOT探測(cè)器的研制。如圖14展示了14.97 μm截止波長(zhǎng)碲鎘汞甚長(zhǎng)波焦平面探測(cè)器的性能，探測(cè)器信號(hào)響應(yīng)均勻，盲元較少，噪聲等效溫差（NETD）達(dá)到20.2 mK，成像質(zhì)量?jī)?yōu)越。

圖13 碲鎘汞探測(cè)器R?A值與77 K截止波長(zhǎng)的關(guān)系

圖14 昆明物理研究所碲鎘汞甚長(zhǎng)波紅外焦平面探測(cè)器性能測(cè)試結(jié)果：（a）熱響應(yīng)分布圖；（b）盲元分布圖；（c）NETD直方圖；（d）紅外成像圖

高質(zhì)量碲鎘汞材料制備技術(shù)同時(shí)支撐了HOT探測(cè)器的研制。如圖15展示了HOT中波紅外焦平面探測(cè)器的性能測(cè)試結(jié)果，在80~150 K溫度下，探測(cè)器的NETD由11.5 mK變化至12.5 mK，從150~200 K溫度下，由12.5 mK變化至25.5 mK，性能優(yōu)良。80 K、120 K、150 K、180 K溫度下的有效像元率分別優(yōu)于99.98%、99.97%、99.92%、99.32%。

圖15 昆明物理研究所HOT中波紅外焦平面探測(cè)器性能測(cè)試結(jié)果

大面陣探測(cè)器

除了長(zhǎng)波、甚長(zhǎng)波及HOT焦平面探測(cè)器，大面陣探測(cè)器也是未來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展方向，主要用于我國(guó)新一代航天、航空及航海領(lǐng)域。材料尺寸和質(zhì)量的提升是發(fā)展大面陣探測(cè)器的重要前提之一，直接影響了高性能焦平面探測(cè)器的研制進(jìn)度。昆明物理研究所通過(guò)有效抑制碲鋅鎘襯底缺陷密度，提升Zn組份均勻性，提高碲鎘汞薄膜材料均勻性和晶體質(zhì)量，同時(shí)優(yōu)化大尺寸芯片制造加工技術(shù)，目前已經(jīng)先后實(shí)現(xiàn)了2048×2048（15 μm pitch）、2048×2048（18 μm pitch）、4096×4096（15 μm pitch）等大面陣探測(cè)器的研制，信號(hào)響應(yīng)均勻性良好，有效像元率優(yōu)于99.5%，如圖 16所示。

圖16 昆明物理研究所1024×1280、2048×2048、4096×4096等規(guī)格焦平面探測(cè)器信號(hào)響應(yīng)圖

總結(jié)

本文報(bào)道了昆明物理研究所液相外延MCT外延薄膜材料技術(shù)的進(jìn)展。目前已經(jīng)突破了?120mm CZT晶體定向生長(zhǎng)和缺陷控制技術(shù)，結(jié)合碲鋅鎘晶片表面處理工藝的優(yōu)化和液相外延生長(zhǎng)技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了20 mm×25 mm、25 mm×30 mm、40 mm×50 mm、50 mm×60 mm等一系列尺寸高質(zhì)量（111）襯底和MCT薄膜的大批量生產(chǎn)以及70 mm×75 mm尺寸的小批量制備能力，70 mm×75 mm尺寸襯底的面形PV值能達(dá)到5 μm以下。

液相外延MCT薄膜的位錯(cuò)密度均值為5×10? cm?2，大部分薄膜FWHM≤35 arcsec，部分可控制到≤25 arcsec水平；50 mm×60 mm尺寸長(zhǎng)波碲鎘汞薄膜的厚度極差≤±1.25 μm，室溫波長(zhǎng)極差≤±0.1 μm，中波薄膜厚度和波長(zhǎng)極差分別為≤±1 μm、≤±0.05 μm。高質(zhì)量MCT材料制備技術(shù)的進(jìn)步提升了高性能制冷型探測(cè)器的量產(chǎn)能力，也支撐了高性能長(zhǎng)波、甚長(zhǎng)波、HOT探測(cè)器以及2048×2048、4096×4096等甚高分辨率高性能探測(cè)器的研制。

審核編輯：劉清