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第三代HgCdTe红外焦平面列阵技术向多光谱、大规模的发展过程中，分子束外延(MBE)技术面临扩大外延面积、精确控制原位掺杂等技术挑战。分子束外延碲镉汞P型掺杂问题是国际上的研究热点，也是现代碲镉汞焦平面技术的关键，具有较强的应用价值。
本文围绕As掺杂技术，讨论了裂解炉的使用条件、掺杂模型和As掺杂材料的电学性能。同时分析了Si基HgCdTe材料电学特性，并与GaAs基HgCdTe材料进行了比较。
1.As裂解炉掺杂技术研究发现，当裂解炉裂解区/源区温度为750/283℃时，掺杂浓度随阀值可以在1×1017cm-3(30％)和3×1020cm-3(65％)之间线性变化。掺杂浓度随衬底温度升高而降低。生长速率差异是造成材料边缘掺杂浓度比中心高的原因。As裂解炉掺杂均匀性很好，符合大面积3英寸HgCdTe材料掺杂的要求。
2.通过As掺杂材料SIMS评价、高温激活退火以及霍尔电学参数评价等手段，研究了As掺杂模型和As掺杂材料性质。
结果表明，As原位掺杂过程中伴随有Hg空位和ASHg产生。普通炉掺杂结果和裂解炉掺杂结果基本相同，As的存在形式相同，AS4原子簇团模型较难成立。ASHg-VHg和最近邻的一个ASHg结合，形成补偿结构，可以在一定程度上解释实验结果。
300℃/16h+240℃/48h开管退火，As可达到很高的激活率，可以应用于3英寸HgCdTe材料。掺杂浓度高于1018cm-3的情况下激活效率明显下降。As原子从金属格点转移到Te格点的过程可以解释As的激活模型，而且Te扩散过程也在激活过程中起作用，有时甚至起主要作用，低温激活退火在足够长的时间下也能达到一定的激活率。
在载流子浓度小于1016cm-3情况下，Hg空位材料和As掺杂材料迁移率基本相同。载流子浓度高于1016cm-3，随着载流子浓度升高，迁移率减小，As掺杂材料迁移率比Hg空位材料大很多。
HgCdTe材料Cd组分越低，掺杂浓度越低。As在长波HgCdTe材料中为浅能级杂质，受主能级满足Ea=8.4-2.2×10-5(Na-Nd)1/3(meV)关系。
通过对HgCdTe材料少子寿命研究发现，在材料非本征区，Hg空位HgCdTe材料SR复合中心能级Et约在价带顶30meV处，复合中心起电荷吸引作用，有类施主性质。As激活材料的少子寿命随着载流子浓度升高而减小，辐射复合是主要复合机制。As激活材料的少子寿命与国外报道结果一致。重掺杂(p0>1017cm-3)情况下陷阱作用明显，造成少子寿命比理论计算结果大。As激活材料的少子寿命比Hg空位掺杂材料大3-10倍。少子寿命低会导致光伏探测器的探测率下降。所以As掺杂HgCdTe材料优于Hg空位掺杂材料，是MBE生长多色红外探测器的首选材料。
3.分析Si基HgCdTe材料电学参数结果表明，Si基HgCdTe材料与GaAs基HgCdTe材料载流子散射机制相同。Si基材料在相同载流子浓度情况下，迁移率相对于GaAs基材料偏低。Si基材料和GaAs基材料少子寿命基本一致，SR复合中心没有差别。散射缺陷可能不是复合中心，器件结阻抗和位错密度相关性很小，具体关系有待进一步研究。改进分子束外延生长工艺，提高Si基HgCdTe材料质量，从而提高迁移率，是Si基外延研究的关键。