德圖儀器小編在這里為大家講述高性能紅外探測器-碲鎘汞探測器。1959年，英國首先制成可變帶隙固溶體合金，提供了紅外探測器設計空前的自由度。碲鎘汞有三大優勢：
1）本征激發、高的吸收系數和高的量子效率(可超過80％)且有高的探測率；

2）其最吸引人的特性是改變Hg、Cd配比調節響應波段，可以工作在各個紅外光譜區段并獲得最佳性能。而且晶格參數幾乎恒定不變，對制備復合禁帶異質結結構新器件特別重要

3）同樣的響應波段，工作溫度較高，可工作的溫度范圍也較寬。

碲鎘汞中，弱Hg－Te鍵(比Cd－Te鍵弱約30％)，可通過熱處理或特定途徑形成P或N型，并可完成轉型。其電學性質如1載流子濃度低，2少數載流子壽命長，3電子空穴有效質量比大(～10.0），電子遷移率高，4介電常數小等有利于探測器性能。

第一代碲鎘汞探測器主要是多元光導型，美國采用60、120和180元光導探測器作為熱像儀通用組件，英國則以70年代中期開發的SPRITE為通用組件。SPRITE是一種三電極光導器件，利用半導體中非平衡載流子掃出效應，當光點掃描速度與載流子雙極漂移速度匹配，使探測器在完成輻射探測的同時實現信號的時間延遲積分功能。8條SPRIET的性能可相當100元以上的多元探測器。結構、制備工藝和后續電子學大大簡化?，F有技術又克服了高光機掃描速度和空間分辨率受限制等兩個缺陷。

1992年誕生了第一臺國產化通用組件高性能熱像儀，SPRITE探測器研制成功是關鍵。到90年代初，第一代碲鎘汞光導探測器紛紛完成技術鑒定，性能達到世界先進水平。

兵器工業211所的SPRITE、32和60元探測器已實用化并投入批量生產，規模和市場不斷擴大。國外在80年代就已大批量生產。由于電極、杜瓦瓶設計和制冷機方面的重重困難，第一代碲鎘汞探測器元數一般無法超過200。大的碲鎘汞光敏陣列和Si讀出集成電路分別制備并最佳化，然后兩者進行電學耦合和機械聯結形成混合式焦平面陣列，就是第二代碲鎘汞探測器。

目前國際上已研制出256×256甚至640×480規模的長波IRFPA。中波紅外已有用于天文的1024×1024的規模，現階段典型產品是法國的4N系列288×4掃描式FPA。國內仍處于研制開發階段。晶體碲鎘汞材料也有鮮明的弱勢：

1）相圖液線和固線分離大，分凝引起徑向、縱向組分不均勻；
2）高Hg壓使大直徑晶體生長困難，晶格結構完整性差；
3）重復生產成品率低。薄膜材料的困難在于難以獲得理想的CdZnTe襯底材料。

人們致力于研究替代襯底，如PACE(Producible Alternative to CdTe for Epitaxy )－ I ( HgCdTe / CdTe/ 寶石)，PACE－II(HgCdTe/C dTe/GaAs)和PACE－III(HgCdTe/CdTe/Si)。日本和法國還報道Ge襯底，目標是與MCT的晶格 匹配并有利于與Si讀出線路的耦合。 優質碲鎘汞材料制備困難、均勻性差、器件工藝特殊，成品率低，因而成本高一直是困擾碲鎘汞IRFPA的主要障礙。人們始終沒有放棄尋找材料的努力，但迄今還沒有一種新材料能超過碲鎘汞的基本優點。為滿足軍事應用更高的性能要求，碲鎘汞FPA仍然是首選探測器。

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