Long wavelength infrared mercury cadmium telluride photodiodes and focal plane arrays
Uzun dalgaboyu kızılötesi cıva kadmiyum tellür fotodiyot ve odak düzlem matrisleri
- Tez No: 167307
- Danışmanlar: PROF.DR. CENGİZ BEŞİKCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Cıva Kadmiyum Tellür, odak düzlem matrisi, soğutmalı kızılötesi dedektör vii, Mercury Cadmium Telluride, focal plane array, cooled infrared detector
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
öz UZUN DALGABOYU KIZILÖTESİ CIVA KADMİYUM TELLÜR FOTODİYOT VE ODAK DÜZLEM MATRİSLERİ AŞICI, Burak Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Cengiz BEŞİKÇİ Eylül 2005,75 sayfa Bu tezde metal organik gaz fazı epitaksisi (MOGFE) ile örgü uyumlu kadmiyum çinko tellür tabanlar üzerine büyütülmüş olan uzun dalga boyu kızılötesi cıva kadmiyum tellür (Hgı_xCdxTe) fotodiyot ve 128x128 odak düzlem matrislerinin fabrikasyonu ve karakterizasyonu rapor edilmektedir. 33x33 um2 Hgı_xCdxTe fotodiyotlann karanlık akün modellemesi, bu diyotlaraı eğimlemesi için tipik olarak kullanılan düşük ters eğirmeme gerilimleri altında tuzak yardımlı tünelleme mekanizmasının en etkili karanlık akün mekanizması olduğunu göstermiştir. Yüksek ters eğimleme ve küçük ileri eğimleme altında başlan karanlık akım mekanizmaları sırasıyla banttan banda tünelleme ve çoğalma-birleşmedir. 10.92 um kesim dalga boyuna (%50) sahip fotodiyotlar 77 K'de 3.2xl010 cmVHzAV tepe dedektivite değeri vermiştir. Dedektörlerin l Hz'deki l/f gürültü akımının viİH-^TAT^TAT/ ampirik denklemi («TAT=7.0 l O"5 ve fî=Q.65 olmak üzere) ile tuzak yardımlı tünelleme akımına bağlı olduğu gözlenmiştir. Odak düzlem matrisi (ODM) fabrikasyon proseslerinin geliştirilmesi esnasında, p- tipi Hgı-xCdxTe üzerinde omik kontak oluşturulması ve mesa ıslak aşındınlması üzerine detaylı olarak çalışılmıştır. Krom, altın, platin ve bakır ile p-tipi Hgı_ xCdxTe üzerinde, tavlama uygulanmasına rağmen düzelmeyen, kötü omik kontaklar oluşmuştur. Diğer yandan, p-tipi Hgı_xCdxTe'ün üzerinde büyütülen bir HgTe katmanı ile kabul edilebilecek seviyede düşük dirence sahip omik kontaklar oluşturulmuştur. Diyot yapılarının mesa aşındırmasında kullanılmak için üzerinde çalışılan aşındırıcılardan, Br2/HBr çözeltisi en iyi performansı vermiştir. ODM proses adımlarının geliştirilmesinin ardından, 128x128 Hgı.xCdxTe ODM'ler başarıyla fabrike edilmiş ve bir termal görüntüleyicide test edilmiştir. ODM'ler ile termal görüntüleme yapılmış olmasına rağmen, malzemenin yüksek düzensizliği ve piksellerin düşük RoA çarpımı yüksek hassasiyette görüntüleme yapılmasına izin vermemiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT LONG WAVELENGTH INFRARED MERCURY CADMIUM TELLURIDE PHOTODIODES AND FOCAL PLANE ARRAYS AŞICI, Burak M.Sc, Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Prof. Dr. Cengiz BEŞÎKCÎ September 2005, 75 pages This thesis reports the fabrication and characterization of long wavelength infrared mercury cadmium telluride (Hgi_xCdxTe) photodiodes and 128x128 focal plane arrays grown on lattice matched cadmium zinc telluride (Cdi.yZnyTe) substrates by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). The dark current modeling of 33x33 um Hgi.xCdxTe photodiodes has shown the dark current is dominated by trap assisted tunneling under small reverse bias voltages typically used to bias these detectors. The dominant dark current mechanisms under high reverse bias and low forward bias are band-to-band tunneling and generation- recombination, respectively. The photodiodes have yielded a peak 77 K detectivity of 3.2xl010 cnWHz/W with a cut-off wavelength (50%) of 10.92 urn. It has also been found that the 1/f noise current of the detectors at 1 Hz is related to IVthe trap-assisted tunneling current through the empirical relation z»=aTAT(7rAX^ with aTAf=7.0jc 10"5 and p=0.65. In the course of the focal plane array (FPA) fabrication process development work, ohmic contact formation on p-type Hgi-xCdxTe and mesa wet etch were studied in detail. Contacts with chromium, gold, platinum and copper on p-type Hgi-xCdxTe resulted in bad ohmic contacts, which did not seem to improve with annealing. On the other hand a HgTe cap layer on p-type Hgi_xCdxTe resulted in good ohmic contact with acceptably low resistance. Among the etchants studied for mesa etching of the diode structures, B^/HBr solution yielded the best performance. After developing all of the steps of FPA processing, 128x128 Hgi_xCdxTe FPAs were successfully fabricated and tested in a thermal imager. While thermal imaging was performed with the FPAs, high nonuniformity of the material and low RoA product of the pixels did not allow high sensitivity imaging.
Benzer Tezler
- Realization of low power, highly linear roic with current mode TDI for long wave infrared detectors
Uzun dalga boyu kızılötesi dedektör için akım modlu TDI ile düşük güçlü yüksek doğrusallıkta entegre okuma devresinin gerçekleştirilmesi
MELİK YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Cıva (II) iyonuna seçici, merkaptopropiyonik asit ile türevlendirilmiş kromenilyum-siyanin tabanlı yeni bir turn-on floresan sensörün geliştirilmesi
Development of a new – mercury (II) ion selective, chromenyllium-cyanine based turn-on fluorescent sensor derivatived wi̇th mercapto propionic acid
VUSLAT BASAN
- Piren modifiyeli rodamin-siyanin platformuna sahip, yeni sensör bileşiğinin sentezi, karakterizasyonu ve sensör çalışmaları
Synthesis, characterization and sensor studies of the new sensor compound with the pyrene modified rodamine-cyanine platform
UTKU ERTUĞRAL
- Cıva(II) iyonuna karşı seçici ve hassas kromenilyum-siyanin tabanlı yeni bir kemodozimetrenin geliştirilmesi
Development of a new chromenylium-cyanine based chemodosimeter selective and sensitive for mercury(II) ion
MUHAMMED İKBAL GÜNDÜZ
- Development of high performance long wavelength infrared HgCdTe focal plane arrays
Yüksek performanslı uzun dalgaboyu kızılötesi civa kadmiyum tellür odak düzlem matrislerinin geliştirilmesi
BERNA BARUTCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ BEŞİKCİ
