3英寸CdTe/Si复合衬底外延技术研究

报道了采用分子束外延法,在3 in硅衬底上通过As钝化、ZnTe缓冲层生长、CdTe生长、周期性退火等工艺进行CdTe/Si复合衬底制备技术研究情况,采用光学显微镜、X射线高分辨衍射仪、原子力显微镜、红外傅里叶光谱仪和湿化学腐蚀等手段对碲化镉薄膜进行了表征,测试分析结果表明碲化镉薄膜的晶向得到了较好的控制,孪晶得到了抑...     

分子束外延CdTe（211）B／Si复合衬底材料

报道了用MBE的方法，在3英寸Si衬底上制备ZnTe／CdTe（211）B复合衬底材料的初步研究结果，该研究结果将能够直接应用于大面积Si基HgCdTe IRFPA材料的生长．经过Si（211）衬底低温表面处理、ZnTe低温成核、高温退火、高温ZnTe、CdTe层的生长研究，用MBE方法成功地获得了3英寸Si基ZnTe／CdTe（211）B复合衬底材料．CdTe厚度大于10μm，XRD FWHM平均值为120arc sec，最好达到100arc sec，无（133）孪晶和其他多晶晶向．     

Si基CdTe复合衬底分子束外延研究

文章引入晶格过渡的Si/ZnTe /CdTe作为复合外延基底材料,以阻挡Si/HgCdTe之间大晶格失配产生的高密度位错。通过对低温表面清洁化、面极性控制和孪晶抑制等的研究,解决了Si基CdTe分子束外延生长中诸多的技术难题。在国内首次采用分子束外延(MBE)的方法获得了大面积的Si基CdTe复合衬底材料,对应厚度为4～4. 4μm Si/CdTe (211)样品双晶半峰宽的统计平均结果为83弧秒,与相同厚度的GaAs/CdTe (211)双晶平均水平相当。     

偏转角(211)Si基CdTe复合衬底研究

晶面偏角是提高(211) Si基CdTe复合衬底质量的方法之一。通过对偏转角Si基CdTe复合衬底分子束外延工艺的研究,发现2°和3°偏转角(211)Si基CdTe复合衬底在晶体质量方面优于标准(211)Si基CdTe复合衬底,是未来提高Si基CdTe复合衬底质量的新方向。     

3英寸CdTe/Si复合衬底外延技术研究

在消除金属设备补焊残余应力的整体热处理过程中,降温速度需要控制在30~50 ℃/h,对一维平板状金属设备,影响降温速度的因素是外界环境温度以及与环境的对流换热系数。由红外测温技术获得的设备外表面温度及平板外流体的温度可计算出降温速度与平掠平板的流体速度成正比,从理论上找到一种容易实现的控制降温速度的方法。     

Si(100)和Si(111)衬底上的同质分子束外延

用超高真空电子束蒸发系统进行了硅的同质分子束外延.发现采用适当的表面化学处理方法,然后在超高真空中加热,可以在较低温度下(800—814℃)获得清洁和平整的有序表面.Si(100)和Si(111)的外延分别在520℃和714℃进行,外延膜的结构和电学特性良好.     

3英寸Si基碲镉汞分子束外延工艺研究

随着红外焦平面阵列规模的扩大,由于尺寸和成本的限制,传统晶格匹配的碲锌镉衬底逐渐成为碲镉汞红外焦平面探测器发展的瓶颈,大尺寸、低成本硅基碲镉汞材料应运而生。本文采用分子束外延工艺生长获得了3 in Si基中波碲镉汞薄膜材料,通过采用金相显微镜、傅里叶红外光谱仪、双晶X射线衍射仪、湿化学腐蚀位错密度(EPD)法、Hall测试系统等检测手段对Si基中波碲镉汞分子束外延薄膜材料进行表面、光学、结构和电学性能表征,并采用标准平面器件工艺制备中波640×512焦平面探测阵列进行材料验证,结果表明该材料性能与国际先进水平相当。     

Hg1-xCdxTe/CdTe/Si薄膜厚度测试方法的研究

在分子束外延生长高质量的CdTe/Si复合衬底上,分别通过MBE和LPE技术成功地研制出Hg1-xCdxTe/CdTe/Si红外探测器所需的重要红外半导体材料。利用傅里叶变换红外光谱仪对Hg1-xCdxTe/CdTe/Si红外半导体材料的红外透射光谱进行测试分析且计算薄膜厚度,并配合扫描电子显微镜对其厚度计算分析进行校正,最终获得一种无破坏、无污染、快捷方便的多层膜厚度测试方法。     

4 in硅基碲化镉的厚度均匀性研究

采用分子束外延（Molecular Beam Epitaxy, MBE）方法在4 in硅衬底上进行了硅基碲化镉复合衬底生长工艺研究。使用光学轮廓仪、原子力显微镜、傅里叶红外光谱仪等设备对碲化镉薄膜进行了测试。结果表明,碲化镉薄膜的厚度均匀性、表面粗糙度、翘曲度和半峰宽等都达到了预期标准,能为外延碲镉汞薄膜提供良好的衬底。     

刻槽Si衬底上GaAs微结构研究

本文介绍在刻楷Si衬底上用分子束外延嵌入生长GaAs的异质共平面技术。用横截面透射电子显微镜对槽壁非平面异质结的生长行为和微结构进行了研究,结果表明:槽壁的几何因素对外延层的成核行为和生长行为有一定影响,和Si[001]晶面相比,Si[113]可能是一个有利于半导体异质结生长的晶面。     

中短波HgCdTe金属接触的退火研究

为制备良好的碲镉汞金属接触,研究了热退火处理对中短波Hg空位掺杂碲镉汞金属接触的影响。对中短波HgCdTe-Sn/Au接触及中波HgCdTe-Cr/Au接触经不同条件退火后的接触进行了测量。对于短波碲镉汞,p型HgCdTe-Sn/Au接触经95 ℃,30 min退火可降低比接触电阻2个量级,而经125 ℃,30 min退火可降低3个量级;离子注入的n型HgCdTe-Sn/Au接触则容易形成欧姆接触。对于中波碲镉汞,退火前p型HgCdTe-Sn/Au接触平均比接触电阻为10-1 Ωcm2量级,经适当条件退火可以降低3个量级;此外,Sn/Au比Cr/Au更适合作为中波HgCdTe的接触金属。因而HgCdTe金属接触可通过一定退火处理得到改善。     

中短波HgCdTe金属接触的退火研究

为制备良好的碲镉汞金属接触,研究了热退火处理对中短波Hg空位掺杂碲镉汞金属接触的影响。对中短波HgCdTe-Sn/Au接触及中波HgCdTe-Cr/Au接触经不同条件退火后的接触进行了测量。对于短波碲镉汞,p型HgCdTe-Sn/Au接触经95℃,30 min退火可降低比接触电阻2个量级,而经125℃,30 min退火可降低3个量级;离子注入的n型HgCdTe-Sn/Au接触则容易形成欧姆接触。对于中波碲镉汞,退火前p型HgCdTe-Sn/Au接触平均比接触电阻为10-1Ωcm2量级,经适当条件退火可以降低3个量级;此外,Sn/Au比Cr/Au更适合作为中波HgCdTe的接触金属。因而HgCdTe金属接触可通过一定退火处理得到改善。     

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...     

基于MBE替代硅衬底的材料综述

主要介绍了几种用MBE技术生长HgCdTe/CdTe的Si衬底的替代性衬底材料的基本参数,以及不同材料的最新生长过程及结果,和对它们的生长结果的比较分析,以此来选择较为适合替代Si衬底来生长HgCdTe/CdTe的衬底。本文通过一系列的对比,得出目前最有发展前景的替代衬底是GaSb衬底,是未来发展的方向。     

CdTe/GaAs(111)B薄膜的MBE生长研究

采用分子束外延方法,在GaAs(111)B衬底上,生长CdTe薄膜,以求研制出用于液相外延生长碲镉汞(HgCdTe)薄膜的CdTe/GaAs(111)B复合衬底.通过理论分析和实验探索,优化了生长温度和Te/Cd束流比等重要生长参数,获得了质量较好的CdTe薄膜,再通过循环热处理,使CdTe/GaAs(111)B复合衬底的质量得到进一步的提高,X-射线回摆曲线半峰宽(FWHM)有明显的降低.为LPE-HgCdTe薄膜的生长打下了较好基础.     

分子束外延锗基碲镉汞薄膜原位砷掺杂研究

报道了基于Ge衬底分子束外延碲镉汞原位As掺杂材料的研究结果,进行了As掺杂碲镉汞薄膜生长的温度控制研究;分析了As束流对材料晶体质量的影响,结合SIMS测试技术得到了As杂质掺杂浓度与束源炉加热温度的关系;并利用傅里叶红外光谱仪、X射线双晶衍射、EPD检测等手段对晶体质量进行了分析表征,结果显示利用 MBE 方法可以生长出晶体质量良好、缺陷密度低的碲镉汞薄膜;进一步研究了As杂质的激活退火工艺及不同退火条件对材料电学参数的影响。     

HgCdTe/CdTe/Si infrared photodetectors grown by MBE for near-room temperature operation

Conventional HgCdTe infrared detectors need significant cooling in order to reduce noise and leakage currents resulting from thermal generation and recombination processes. Although the need for cooling has long been thought to be fundamental and inevitable, it has been recently suggested that Auger recombination and generation rates can be reduced by using the phenomena of exclusion and extraction to produce nonequilibrium carrier distributions. The devices with Auger suppressed operation requires precise control over the composition, and donor and acceptor doping. The successful development of the molecular beam epitaxy (MBE) growth technique for multi-layer HgCdTe makes it possible to grow these device structures. Theoretical calculations suggest that the p n+ layer sequence is preferable for near-room temperature operation due to longer minority carrier lifetime in lightly doped p-HgCdTe absorber layers. However, because the low doping required for absorption and nonequilibrium operation is easier to achieve in n-type materials, and because Shockley-Read centers should be minimized in order to obtain the benefits of Auger suppression, we have focused on p⁺ n structures. Planar photodiodes were formed on CdTe/Si (211) composite substrates by As implantation followed by a three step annealing sequence. Three inch diameter Si substrates were employed since they are of high quality, low cost, and available in large areas. Due to this development, large area focal plane arrays (FPAs) operated at room temperature are possible in the near future. The structures were characterized by FTIR, x-ray diffraction, temperature dependent Hall measurements, minority carrier lifetimes by photoconductive decay, and in-situ ellipsometry. To study the relative influence of bulk and surface effects, devices with active areas from 1.6 10⁻⁵ cm² to 10⁻³ cm² were fabricated. The smaller area devices show better performance in terms of reverse bias characteristics indicating that the bulk quality could be further improved. At 80 K, the zero bias leakage current for a 40 m 40 m diode with 3.2 m cutoff wavelength is 1 pA, the R₀A product is 1.1 10⁴-cm² and the breakdown voltage is in excess of 500 mV. The device shows a responsivity of 1.3 10⁷ V/W and a 80 K detectivity of 1.9 10¹¹ cm-Hz^1/2/W. At 200 K, the zero bias leakage current is 5 nA and the R₀A product 2.03-cm², while the breakdown voltage decreases to 40 mV.     

n-GaN表面Ti/Al/Ti/Au电极的电学特性

实验研究了淀积在GaN上的Ti/Al/Ti/Au电极的电学和热学特性,绘制了不同退火温度下的I-V曲线,得到了最低的欧姆接触电阻率(ρs=1.2×10-4 Ω·cm2),并通过X射线衍射谱分析了GaN与Ti/Al/Ti/Au电极接触表面在退火过程中的固相反应.实验结果表明,在Ti/Al表面增加Ti/Au保护层能够保证Al层在高温时不发生球化和氧化,电极更稳定可靠能够进一步提高欧姆接触特性.