雙色紅外探測材料的制備方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種雙色紅外探測材料的制備方法及系統，該方法制備雙色紅外探測材料需要的層數少，制備工藝簡單。其制備方法包括：對InSb晶體先進行前期處理操作，獲得外延級（211）晶向的InSb襯底；對所述（211）晶向的InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態；在所述（211）晶向的InSb襯底上進行CdTe緩沖層的生長；然后再進行HgCdTe薄膜的生長；在保護氣體條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度200-300℃，保溫時間為16-30小時，降溫得到雙色紅外探測材料；雙色紅外探測材料的制備系統包括：處理設備、分子束外延系統和熱處理設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及通信
，尤其涉及一種雙色紅外探測材料的制備方法及系統。
技術介紹
紅外探測芯片可廣泛應用于偵察、資源調查、天文觀測等軍事和民事領域。雙/多色紅外探測芯片由于可實現同時進行兩個或多個波段紅外輻射的探測，具有更好的目標探測和識別能力，屬于高性三代紅外焦平面器件，是各種高端軍用或民用系統的核心器件。目前雙色紅外探測芯片主要采用碲鎘汞薄膜材料，該材料基于碲鋅鎘襯底或其它替代襯底，采用分子束外延方法制備特定組分的多層碲鎘汞薄膜，進而制備雙色紅外探測芯片。現有技術的缺點制備碲鎘汞薄膜的層數多，制備的工藝復雜。
技術實現思路
鑒于上述的分析，本專利技術旨在提供雙色紅外探測材料制備方法，以解決上述工藝復雜的問題。本專利技術的目的主要是通過以下技術方案實現的雙色紅外探測材料的制備方法，該材料包括InSb和HgCdTe，該材料的制備方法包括以下步驟對InSb晶體先進行切、磨和拋光處理操作，獲得外延級的(211)晶向的InSb襯底；對所述(211)晶向InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態；在所述(211)晶向InSb襯底上進行CdTe緩沖層的生長； 進行HgCdTe薄膜的生長；在保護氣氛條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度200-30(TC，保溫時間為16-30小時，降溫得到雙色紅外探測材料。優選地，所述切、磨和拋光處理操作具體包括對所述InSb晶體進行定向切割，得到(211)晶向InSb襯底，所述(211)晶向InSb襯底的厚度為730-770微米；將切割后的所述InSb晶體進行粗磨，再進行精磨；對精磨后的所述InSb晶體進行機械拋光；對機械拋光后的所述InSb晶體進行化學拋光；對化學拋光后的所述InSb晶體進行測試。優選地，所述(211)晶向InSb襯底的厚度為750微米。優選地，在所述(211)晶向InSb襯底上進行CdTe緩沖層生長的步驟具體為將所述(211)晶向的InSb襯底在除氣溫度為350_450°C的條件下除氣，再在Te束的保護條件下，升高InSb襯底的溫度至480-520°C，去除表面氧化層；降溫到290°C，打開CdTe的束流，進行CdTe緩沖層生長，CdTe厚度為2_4微米。優選地，CdTe厚度為3微米。優選地，所述除氣溫度為400°C。優選地，所述再進行HgCdTe薄膜的生長的步驟具體為設定Hg、CdTe和Te束流，將InSb襯底的溫度降到190°C，打開Hg、CdTe和Te束流，使HgCdTe薄膜厚度達到7-8微米。優選地，所述預定溫度為230_270°C，保溫時間為20-25小時。本專利技術還提供了一種雙色紅外探測材料的制備系統，該系統包括處理設備，用于對InSb晶體先進行切、磨和拋光處理操作，獲得外延級的(211)晶 向的InSb襯底； 分子束外延系統，用于對所述(211)晶向InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態，以及在所述(211)晶向InSb襯底上進行CdTe緩沖層的生長，還用于進行HgCdTe薄膜的生長；熱處理設備，用于在保護氣氛條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度200-300°C，保溫時間為16-30小時，然后降溫得到雙色紅外探測材料。優選地，所述處理設備還包括切割設備，用于對所述InSb晶體進行定向切割，得到(211)晶向InSb襯底，所述(211)晶向InSb襯底的厚度為730-770微米；打磨設備，用于將切割后的所述InSb晶體進行粗磨，再進行精磨；機械拋光設備，用于對精磨后的所述InSb晶體進行機械拋光；化學拋光設備，用于對機械拋光后的所述InSb晶體進行化學拋光；測試設備，用于對化學拋光后的所述InSb晶體進行測試，獲得外延級(211)晶向的InSb襯底。分子束外延系統具體用于將所述(211)晶向的InSb襯底在除氣溫度為350-450°C的條件下除氣，再在Te束的保護條件下，升高InSb襯底的溫度至480_520°C，去除表面氧化層；降溫到290°C，打開CdTe的束流，進行CdTe緩沖層生長，CdTe厚度為2_4微米；設定Hg、CdTe和Te束流，將InSb襯底的溫度降到190°C，打開Hg、CdTe和Te束流，使HgCdTe薄膜厚度達到7-8微米。本專利技術有益效果如下本專利技術的雙色紅外探測材料有InSb和HgCdTe兩層膜層，膜層數量少，其方法包括對InSb晶體先進行處理操作，獲得外延級的(211)晶向的InSb襯底；對所述(211)晶向InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態；在所述(211)晶向InSb襯底上進行CdTe緩沖層的生長；進行HgCdTe薄膜的生長；在保護氣氛條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度200-300°C，保溫時間為16-30小時，降溫得到雙色紅外探測材料，本專利技術的雙色紅外探測材料的制備方法簡單，技術相對簡化。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。附圖說明圖I為本專利技術實施例I的雙色紅外探測材料的制備方法；圖2為本專利技術實施例2的雙色紅外探測材料的制備方法；圖3為本專利技術實施例3的雙色紅外探測材料的制備系統；圖4為本專利技術實施例4的雙色紅外探測材料的制備系統；圖5所示為本專利技術實施例2的雙色紅外探測材料結構示意圖。具體實施方式 下面結合附圖來具體描述本專利技術的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本專利技術的實施例一起用于闡釋本專利技術的原理。為了清楚和簡化目的，當其可能使本專利技術的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結構的詳細具體說明。實施例I如圖I所示的本專利技術實施例提過了一種雙色紅外探測材料的制備方法，該材料包括InSb和HgCdTe，該材料的制備方法包括以下步驟S101、對InSb晶體先進行切、磨和拋光處理操作，獲得外延級的(211)晶向的InSb襯底；S102、對所述(211)晶向的InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態；S103、在所述(211)晶向的InSb襯底上進行CdTe緩沖層的生長；S104、然后再進行HgCdTe薄膜的生長；S105、在保護氣氛條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度200-300°C，保溫時間為16-30小時，降溫得到雙色紅外探測材料。其中，所述保護氣氛為氫氣和氮氣。本專利技術實施例的雙色紅外探測材料有InSb和HgCdTe兩層膜層，膜層數量少，而且制備方法簡單，技術相對簡化，且得到的雙色紅外探測材料性能好。實施例2如圖2所示的本專利技術的實施例提供了另一種雙色紅外探測材料的制備方法，該方法包括以下步驟S201、對所述InSb晶體進行定向切割，得到(211)晶向的InSb襯底，所述(211)晶向的InSb襯底的厚度為730-770微米；所述(211)晶向的InSb襯底的厚度為750微米。S202、將切割后的所述(211)晶向的InSb晶體進行粗磨，再進行精磨；3203、對精磨后的所述(211)晶向的InSb晶體進行機械拋光；S204、對機械拋光后的所述(211)晶向的InSb晶體進行化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
雙色紅外探測材料的制備方法，其特征在于，制備方法包括：對InSb晶體先進行切、磨和拋光處理操作，獲得外延級（211）晶向的InSb襯底；對所述（211）晶向的InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態；在所述（211）晶向的InSb襯底上進行CdTe緩沖層的生長；然后再進行HgCdTe薄膜的生長；在保護氣體條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度200？300℃，保溫時間為16？30小時，降溫得到雙色紅外探測材料。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周立慶，劉銘，鞏鋒，王經緯，王叢，孫浩，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第十一研究所，
類型：發明
國別省市：