分子束外延生长3英寸HgCdTe晶片

报道了用分子束外延的方法制备 3英寸HgCdTe薄膜的研究结果 ,获得的HgCdTe外延材料均匀性良好 ,在直径 70mm圆内 ,组份标准偏差率为 1.2 % ,对应 80K截止波长偏差仅为 0 .1μm .经过生长条件的改进 ,表面形貌获得了大幅度改善 ,缺陷密度小于 30 0cm-2 ,缺陷尺寸小于 10 μm ,可以满足大规模HgCdTe焦平面列阵的应用需求     

分子束外延HgCdTe表面缺陷研究

采用GaAs作为衬底研究了HgCdTe MBE薄膜的表面缺陷,借助SEM分析了不同缺陷的成核机制,确定了获得良好表面所需的最佳生长条件。发现HgCdTe外延生长条件、衬底表面处理等因素与外延层表面各种缺陷有关,获得的外延层表面缺陷（尺寸大于2μm）平均密度为300cm^-2,筛选合格率为65％。     

分子束外延长3英寸HgCdTe晶片

报道了用分子束外延的方法制备3英寸HgCdTe薄膜的研究结果，获得的HgCdTe外延材料均匀良好，在直径70mm圆内，组份标准偏差率为1.2%，对应80K截止波长偏差仅为0.1μm。经过生长条件的改进，表面开貌获得了大幅度改善，缺陷密度小于300cm^-2，缺陷尺寸小于10μm，可以满足大规模gCdTe焦平面列车的应用需求。     

采用(211)碲锌镉衬底制备碲镉汞液相外延薄膜

文中对(211)晶向的CdZnTe衬底进行液相外延生长HgCdTe。获得的碲镉汞液相外延材料的组分为0. 30 ～0. 33,薄膜厚度为10 ～15μm,表面缺陷密度为500cm- 2 ,材料的FWHM达到24弧秒,位错腐蚀坑密度约为2 ×105 cm- 2 ,该材料的表面形貌与采用(111)晶向衬底的HgCdTe外延材料有较大区别。     

MBE HgCdTe:A Challenge to the Realization of Third Generation Infrared FPAs

叙述了围绕第三代红外焦平面的需求所进行的HgCdTe分子束外延的一些研究结果.75mm HgCdTe薄膜材料的组分均匀性良好,80K下截止波长偏差为0.1μm.对所观察到的HgCdTe表面缺陷成核机制进行了分析讨论,获得的75mm HgCdTe材料平均表面缺陷密度低于300cm-2.研究发现As的表面黏附系数很低,对生长温度十分敏感,在170℃下约为1×10-4.计算表明,As在HgCdTe中的激活能为19.5meV,且随(Na∑Nd)1/3的增大呈线性下降关系,反比系数为3.1×10-5meV·cm.实验发现Hg饱和蒸汽压下,对应不同的温度240,380,440℃,As在HgCdTe中的扩散系数分别为(1.0±0.9)×10-16,(8±3)×10-15,(1.5±0.9)×10-13cm2/s.采用分子束外延生长的HgCdTe材料已用于红外焦平面探测器件的研制,文中报道了一些初步结果.     

应对第三代红外焦平面技术挑战的HgCdTe分子束外延

叙述了围绕第三代红外焦平面的需求所进行的HgCdTe分子束外延的一些研究结果.75mm HgCdTe薄膜材料的组分均匀性良好,80K下截止波长偏差为0.1μm.对所观察到的HgCdTe表面缺陷成核机制进行了分析讨论,获得的75mm HgCdTe材料平均表面缺陷密度低于300cm-2.研究发现As的表面黏附系数很低,对生长温度十分敏感,在170℃下约为1×10-4.计算表明,As在HgCdTe中的激活能为19.5meV,且随(Na∑Nd)1/3的增大呈线性下降关系,反比系数为3.1×10-5meV·cm.实验发现Hg饱和蒸汽压下,对应不同的温度240,380,440℃,As在HgCdTe中的扩散系数分别为(1.0±0.9)×10-16,(8±3)×10-15,(1.5±0.9)×10-13cm2/s.采用分子束外延生长的HgCdTe材料已用于红外焦平面探测器件的研制,文中报道了一些初步结果.     

在CdTe上开管等温汽相外延Hg_(1-x)Cd_xTe

在CdTe衬底上,应用开管等温汽相外延(ISOVPE)已经生长出能达到制作器件的Hg_(1-x)Cd_xTe(0.2≤x≤0.35)外延层。层的表面形貌似镜,且霍耳数据能与液相外延(LPE)生长的HgCdTe相比较。在等温汽相外延HgCdTe的层上制出了截止波长为4.1μm(77K)的光伏器件。它的性能可与我们用液相外延获得的HgCdTe层所制作的光伏器件的性能相比较。     

基于正交试验方法的Si基碲镉汞工艺优化

采用正交试验方法优化了Si基碲镉汞分子束外延工艺参数,以缺陷密度和缺陷尺度为评判标准。采用三因素三水平正交试验方法,分别使用生长温度、Hg/Te比、生长速率三个因素作为变化的参数。结果表明生长温度对HgCdTe缺陷影响最大,生长速率次之,Hg/Te比最小。使用正交试验获得的生长参数进行试验即生长温度212℃,Hg流量61 sccm,生长速率为1.5 μm/h,获得的HgCdTe材料缺陷密度控制在500 cm-2以内,平均缺陷直径小于3.5 μm。     

分子束外延HgCdTe/CdZnTe(211)B表面缺陷研究

HgCdTe材料的表面缺陷是造成探测器性能下降的主要原因之一。采用聚焦离子束（Focused Ion Beam, FIB）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope, SEM）和能量色散X射线光谱仪（Energy Dispersive X-ray Spectrometer, EDX）研究了碲锌镉（CdZnTe)基HgCdTe外延层的表面缺陷。通过分析不同类型缺陷形成的原因,确定缺陷起源于HgCdTe材料生长过程。缺陷的形状与生长条件关系密切。凹坑及火山口状缺陷与Hg缺乏/稍高生长温度、分子束源坩埚中材料形状变化造成的不稳定束流有关。金刚石状缺陷和火山口状/金刚石状复合缺陷的产生与Hg/Te高束流比、低生长温度相关。在5 cm×5 cm大小的CdZnTe(211)B衬底表面上生长出了组分为0.216、厚度约为6.06~7 μm的高质量HgCdTe外延层。同时还建立了缺陷类型与HgCdTe薄膜生长工艺的关系。该研究对于制备高质量HgCdTe/CdZnTe外延层具有参考意义。     

Si基CdTe/HgCdTe分子束外延材料的位错抑制

基于GaAs/Si材料中位错的运动反应理论,修正获得CdTe/Si和HgCdTe/Si外延材料中的位错运动反应模型.采用快速退火方法对Si基HgCdTe外延材料进行位错抑制实验研究,实验结果与理论曲线基本吻合,从理论角度解释了不同高温热处理条件对材料体内位错的抑制作用.对于厚度为4～10μnn的CdTe/Si进行500...     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

基于HgCdTe薄膜和GaAs／AlGaAs多量子阱的红外光电探测器列阵

俄罗斯科学院西伯利亚分院半导体物理研究所设计并制作了若干用于3μm～12μm光谱范围的光电探测器组件.这些光电探测器组件都是以用分子束外延方法生长的Hg1-xCdxTe/GaAs异质结构和GaAs/AlGaAs多量子阱结构为基础的,其HgCdTe光敏层长在带CdZnTe中间缓冲层的GaAs衬底上.为了减少表面对复合过程的影响,生长了增加表面组分的渐变带隙HgCdTe层.     

HgCdTe微台面红外焦平面技术研究

文章报导了采用液相外延(LPE)生长P型材料、B离子注入成结、全干法深台面刻蚀、深台面侧向钝化及电极引出技术制备出中波320 ×256HgCdTe微台面阵列结构,其相元中心距为30μm,截止波长为5. 0μm。     

HgCdTe液相外延薄膜生长及缺陷表征

液相外延是制备HgCdTe薄膜材料的一项成熟技术,大尺寸的外延薄膜是研制HgCdTe红外焦平面列阵的基础。探讨了尺寸为30mm×40mm的HgCdTe液相外延薄膜生长技术,用红外透射光谱和X光貌相技术对材料进行了评价。并对HgCdTe薄膜表面的黑点缺陷、波纹起伏等特征形貌进行了讨论,指出黑点缺陷是杂质粒子在薄膜表面形成的包裹体,而表面波纹是由生长母液中的对流引起的。     

HgCdTe液相外延薄膜表面缺陷的控制

研究了HgCdTe液相外延薄膜表面两类宏观缺陷的形成原因.研究表明,大部分表面凹陷点(void)缺陷的形成是由衬底的蜡沾污所引入的,而表面凸起点(hill-like)是由衬底边缘脱落的CdZnTe微颗粒造成的,通过控制外延生长前的衬底处理过程,可以抑制这两类缺陷,从而生长出零(宏观)缺陷密度的优质HgCdTe外延薄膜.     

室温长波光导探测器研究

从理论和实验上详细研究了室温长波HgCdTe光导探测器,提出了室温光导半导体的广义优值,计算了10.6μm HgCdTe探测器的优值和极限性能与组分和掺杂的关系。用HgCdTe外延层制作了光导探测器,描述了它的性能。结果表明10.6μm室温光导探测器的最佳探测率可高于1×10~8cmHz~(1/2)/W,已接近一般的热敏型探测器性能。     

1.22μm HgCdTe/CdTe雪崩光电二极管

用液相外延法(LPE)制成具有峰值响应1.22μm和截止波长1.25μm的平面型HgCdTe/CdTe雪崩光电二极管。通过1.06μm掺钕钇铝石榴石(Nd:Y AG)激光照射获得大于15的雪崩增益。测得反向击穿电压为80V,并测得在40V时的漏电流密度为1×10~(-4)/cm~2。无抗反射涂层时,在1.22μm管子的峰值量子效率是72%。     

MOCVD法生长HgCdTe／CdTe／GaAs多层异质材料的特性研究

本文用多种方法分析MOCVD外延片的表面形貌、结晶性、界面和缺陷、组分和其均匀性,电、光性能。在15×15mm~2面积上,HgCdTe外延层表面形貌较好,为单晶。CdTe和HgCdTe外延层的半宽度为450弧度秒。界面平坦、清晰过渡层约0.12μm,几乎没有发现Ga、As的扩散,但局部有微观缺陷。X值可生长出0.1～0.8,均匀性△X=0.008,典型样品,77K下,电子浓废为1.4×10~(16)cm~(-3),迁移率为7.4×10~4cm~2/V·S,透过率约42％。     

HgCdTe薄膜材料缺陷的研究现状

HgCdTe外延薄膜材料中的缺陷是制约高性能红外焦平面器件发展的主要因素。对缺陷的研究与评价是材料生长以至器件制备过程中不可或缺的重要一环．本文详细介绍了HgCdTe外延材料中几种主要缺陷的研究进展．