赝二元体系碲镉汞（HgxCd1-xTe）材料具有优异的光电特性，是制备高灵敏度红外探测器的最重要材料之一。为了获得性能优异的HgxCd1-xTe探测器及其组件，目前已经发展了各种HgxCd1-xTe材料制备技术和器件制作工艺。但在各种材料制备及器件应用过程中，HgxCd1-xTe表面均会受到环境和不良表面效应的影响，所以需要采用先进的钝化工艺对其表面电荷态进行处理，改善材料表面的电学物理特性，从而实现器件探测性能的提升。因此，HgxCd1-xTe薄膜表面钝化工艺对HgxCd1-xTe红外探测器的性能提升至关重要。
据麦姆斯咨询报道，上海应用技术大学房诗玉等人共同在《红外》中以“碲镉汞薄膜表面钝化的研究进展”为题发布了论文。论文总结和分析了近年来碲镉汞薄膜表面钝化层的生长方法；按照本源钝化和非本源钝化进行了分类总结和综述，分析了不同钝化方法的优缺点，并对未来碲镉汞薄膜钝化工艺进行了展望。
HgxCd1-xTe材料奠定了第一代、第二代和第三代红外探测技术的基础，用它制备的红外探测器的工作波长与“大气窗口”最匹配。因此，HgxCd1-xTe材料被认为是第三代红外探测器乃至未来发展方向的主要候选材料。但该材料存在大量热不稳定性、化学和物理不稳定性，由此限制了它的应用。无论是小面积器件还是大规模焦平面组件，钝化工艺对HgxCd1-xTe器件的探测性能均起着关键的作用。
在HgxCd1-xTe表面上覆盖一层或多层钝化薄膜，可以有效避免环境污染，减少其表面缺陷，改善薄膜表面的电学特性，从而提升HgxCd1-xTe红外探测器件的性能。在通常情况下，性能优异的HgxCd1-xTe钝化膜应满足以下几个条件：（1）具有良好的绝缘特性，避免材料与界面之间发生能量转移；（2）对HgxCd1-xTe薄膜具有较好的粘附力，附着在薄膜表面时不会产生新的界面损伤；（3）钝化膜致密度高，不易受环境污染，耐化学腐蚀，不易破坏；（4）常温常压环境下钝化膜的性质需稳定，工艺重现性高；（5）钝化膜和HgxCd1-xTe薄膜界面的电学性质稳定。
目前HgxCd1-xTe薄膜的钝化方式主要分为本源钝化和非本源钝化两种。其中，本源钝化是指在HgxCd1-xTe材料的基础上进行氧化、硫化或者氟化，形成钝化层。非本源钝化是指在HgxCd1-xTe薄膜上生长异质钝化层，包括单层和双（多）层非本源钝化两种方式。HgxCd1-xTe钝化层的生长方法主要有电化学法、真空热蒸发（VTE）法、电子束蒸发（EBE）法、磁控溅射（MS）法、分子束外延（MBE）法、金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法、脉冲激光沉积（PLD）法、光化学气相沉积（Photo-CVD）法、等离子体化学气相沉积（Plasma-CVD）法、射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）法和原子层沉积（ALD）法等。每种生长方法都有自身优点和需要完善的空间。
HgxCd1-xTe可通过阳离子组分调控实现从短波、中波到长波红外的光谱响应，并且具有载流子迁移率高和器件响应速率快等优势，因此是最重要的红外探测材料之一。通过表面钝化可有效抑制由HgxCd1-xTe材料表面悬挂键和电荷累积造成的器件衰减问题，进一步提升器件的探测效率。目前，红外探测器的发展需要进一步提升目标空间分辨率、探测距离及目标识别能力；需要在提升器件性能的同时降低功耗和成本。然而目前部分钝化工艺无法满足上述需求，例如电化学生长的本源钝化已不适用于第三代或新型HgxCd1-xTe红外探测器的薄膜钝化。未来需要探索更匹配的HgxCd1-xTe材料钝化膜，同时也需要在现有基础上通过更成熟的工艺方法及更完善的测试手段对HgxCd1-xTe表面及钝化层与HgxCd1-xTe界面之间的电学性质、杂质情况、界面特性问题进行更加系统和深入的研究，并发展红外探测器的工业化、标准化生产技术。
总之，HgxCd1-xTe表面钝化工艺对器件的性能至关重要。包括常用的CdTe/ZnS双层钝化工艺技术在内，目前多元化的钝化方法各自存在优缺点，所以需要根据实际需要选择合理的钝化工艺技术来对HgxCd1-xTe薄膜表面进行钝化。同时也亟需发展新型、高效的钝化工艺，进一步提升HgxCd1-xTe红外探测器及其组件的探测性能。
该研究获得中国科学院红外成像材料与器件重点实验室开放基金项目（IIMDKFJJ-19-01）；上海市自然科学基金面上项目（20ZR1455400）的支持，论文通讯作者为上海应用技术大学副研究员刘玉峰和中国科学院上海技术物理研究所副研究员孙常鸿。
