HgCdTe雪崩光电二极管的研究进展

摘要：碲镉汞红外雪崩光电二极管（APD）阵列作为最近十多年来发展起来的新型探测器，以其高增益、高灵敏度和高速探测的优点，成为未来微弱信号探测、二维/三维成像、主/被动探测应用的重要器件。本文重点阐述了雪崩光电二极管的基本原理、以及HgCdTe雪崩光电二极管材料和器件的研究，结合应用方向对其研究进展进行了综述性介绍。关键词：HgCdTe；雪崩二极管；二维/三维成像1 引言2 雪崩光电探测器的基本原理3 国内外的研究进展3.1 DRS公司的研究进展3.2 Leonardo公司（前SELEX）的研究进展3.3 Raython公司的研究进展3.4 CEA/LETI的研究进展3.5 中国科学院上海技术物理研究所的研究进展4 HgCdTe APD的应用5 结论

综上所述，国外机构在HgCdTe雪崩光电二极管研究方面已经做了大量的工作，但是国内的研究仍然处于起步阶段，需要突破的关键技术主要包括：低缺陷碲镉汞材料的生长技术，由于HgCdTe APD工作偏压比较高，材料内部的位错会引起器件在高偏压下性能变差，因此要求碲镉汞外延材料具有低的位错密度；pn结成结技术，离子注入和退火技术是制备平面结HgCdTe APD的关键技术之一，离子注入后，通过退火控制各个区域的位置以及掺杂浓度，形成理想的PIN结构；暗电流抑制技术，暗电流和材料的截止波长、工作温度以及表面漏电流等因素有直接的关系，需要分析暗电流的主要因素，设计出符合应用要就的器件；高偏压低噪声读出电路设计，HgCdTe APD要求读出电路满足高注入和高偏压的工作特点，对读出电路设计是一个重大的挑战；器件评价和测量技术，HgCdTe APD的增益因子、过剩噪声系数、工作带宽的测量与普通焦平面探测器件完全不同，需要重新搭建新的测量平台和采取新的测量技术手段。

本文综述了HgCdTe雪崩光电二极管的基本工作原理、以及材料和器件的研究，并且简单介绍了其应用方向和研究进展。从上面的讨论可知，HgCdTe雪崩光电二极管无论在民用还是军用方面都有着广阔的应用前景。但是我国HgCdTe雪崩光电二极管的研究相对于国外来说，仍然存在着巨大的差距，因此对该方向的研究迫在眉睫。

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