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。     

低x值Hg_(1-x)Cd_xTe开管等温汽相外延

在国内本文首次报道用改进的开管等温汽相外延法,重复很好地生长出低x值Hg_(1-x)Cd_xTe汽相外延层,其组分、膜厚可控,x值低至0.16,膜厚达110μm。用金相显微镜、扫描电子显微镜、范德堡霍耳测量以及红外透射光谱研究分析了外延层的表面、剖面金相形貌、组分及其分布,电、光性能等。在12mm×13mm外延片上,表面光亮如镜,剖面层次分明,界面极为平直。在室温下,其红外透过率达40％。面扫表明,外延层组分纵深均匀性良好。实验制得的外延片多呈p型,在液氮温度下,典型原生外延片的载流子浓度为2.3×10~(16)cm~(-3),霍耳迁移率为3.62×10~2cm~2/V·s(x=0.21)。     

MCT液相外延薄膜的生长和特性

用开管水平液相外延系统从富Te溶剂中生长了不同x值的MCT薄膜。经X射线衍射、Hall电学参数、红外光谱、扫描电镜、X射线能谱仪和电子通道花样分析测试,结果表明:外延薄膜表面平整,光学参数较好,纵向、横向组份均匀,晶体结构完整,电学参数较好,外延膜质量优良。短波材料(n型):载流子浓度3.54×10~(14)cm~(-3),迁移率1.63×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);中波材料(n型):载流子浓度9.95×10~(14)cm~(-3),迁移率为1.76×10~4cm~2V~(-1)s~(-1);原生长波材料(n型):载流子浓度为2.15×10~(15)cm~(-3),迁移率2.00×10~4cm~2V~(-1)s~(-1)。     

用直接合金法制备金属有机汽相外延碲镉汞的最新进展

过去几年,重点研究了金属有机汽相外延(OMVPE)HgCdTe的材料制作器件的适用性。本文将论述用直接合金(DAG)法生长HgCdTe的最研成果和某些器件最新成果。得到截止波长为5.5μm外延层,其p-n结R_0A乘积高达1×10~6Ωcm~2,金属—绝缘体—半导体(MIS)电荷储存时间高达250ms,同时还讨论层的组分均匀性和重复性问题。     

一种汽相外延Ga_xIn_(1-x)As的技术

本文描述了一种汽相外延Ga_xIn_(1-x)As的技术:在AsCl_3/Ga/In/H_2体系中,采用Ga/In合金源汽相生长Ga_xIn_1As。该方法具有外延层组分重复可控、均匀性好的特点;且易于获得高纯外延Ga_xIn_(1-xAs层。外延Ga_(0.47)In_(0.53)As电学参数最佳值已达:n300K=1.2×10~(15)cm~(-3),μ300K=9580cm~2/V·s;n77K=1.1×10~(15)cm~(-3),μ77K=3.82×10~4cm~2/V·s。     

砷化镓气相掺硫外延和亚微米薄层的制备

本文介绍了Ga-AsCl_3-H_2体系,研究了气相外延时硫的掺杂行为,讨论了硫的掺杂机理和生长了亚微米薄层。制得的亚微米外延层的质量表明,表面形貌良好,缺陷少,重复性好。典型的电学性质为:当厚度≤0.4μm和浓度为1—2×10~(17)/cm~3时,击穿电压V_B=7—10V。在单层和多层外延结构中,界面浓度基本是突变的,过渡区约0.1μm。这些外延片已用于制备变容管和远红外探测器等。     

单温区碲镉汞液相外延生长

本文首次报道单温区开管生长优质碲镉汞液相外延层,表面光亮、界面平坦清晰。组分x≤0.2时,均匀性△x=0.004,室温下红外透过率达50％以上,典型X射线双晶衍射迥摆曲线半峰宽为176arc s,原生样品呈P型。在77K下,载流子浓度为0.5～5×10~(16)cm~(-3),霍耳迁移率为2.5～4×10~2V~(-1)s~(-1)。文章还详细研究了初始过冷度△T_i对碲镉汞液相外延的影响。     

锗离子注入硅单晶的非晶化及二次缺陷的研究

本文用卢瑟福背散射(RBS),横断面透射电子显微镜(XTEM)及微区电子衍射技术研究了锗离子注入硅单晶中的非晶化及二次缺陷的特性。离子注入能量为400keV,剂量范围为1×100~(13)至1×10~(15)/cm~2,离子束流强度为0.046μA/cm~2,注入温度为室温。实验发现,在本工作的离子注入条件下,入射锗离子使硅单晶表面注入层开始非晶化的起始剂量大于0.6×10~(14)/cm~2。形成一个完整匀质表面非晶层所需的临界剂量为1×10~(15)/cm~2。热退火后产生的二次缺陷特性极大地受到退火前样品注入层非晶化程度的影响。     

Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te液相外延的优质衬底——Cd_(1-x)Zn_xTe的晶体生长及应用

用改进型垂直布里奇曼法(VMB)生长出的Cd_(1-x)Zn_xTe (X=0.04)梨晶,切成具有单晶的薄片面积大达10～12cm~2,本文还对它代替CdTe用作液相外延生长HgCdTe的衬底,作了评价。与典型的CdTe晶体相比,CdZnTe晶体的缺陷密度较低、机械强度较好,并大大改善了在CdZnTe上生长的HgCdTe液相外延层的宏观与微观形态。CdZnTe衬底上生长的液相外延层的表面形貌表明,它与取向的关系,比在CdTe衬底(取向接近于{111}的平面)上生长的外延层与取向的关系更小。Zn加到CdTe晶格中可以使共价性增加,离子性降低,这样就抑制了范性形变和位错的产生。这些因素的组合能把晶格常数调整到两个极值范围内的任何所需要的值,这样就可以生长高性能红外探测器阵列所要求的低缺陷密度的HgCdTe外延层。通过缺陷腐蚀、红外显微镜检查、X射线摆动曲线分析和X射线形貌测量,对衬底和外延层的质量作了评定。     

新颖的外延HgCdTe

有一种新颖的外延HgCdTe,其p型的迁移率大于250cm~2/V.s,而n型的为100000cm~2/V.s。载流子浓度P型的为2×10~(17)/cm~3,而n型的为5×10~(14)。据说,高迁移率、低载流子浓度的材料在红外传感器上将有新的用场。     

用于制备FET的磷化铟汽相外延

磷化铟汽相外延已用于沉积制备 FET 所需的亚微米多层结构。该结构是沉积在绝缘掺铁衬底上,由缓冲层、表面沟道层和 n~(++)接触层组成。缓冲层之 N_d-N_d<10~(14)cm~(-3)、μ_(77°K)>50,000cm~2/v·s。表面沟道层掺硫,其厚度为0.3～0.5μm,载流子浓度控制在8×10~(16)cm~(-3)到2×10~(17)cm~(-3),相应的298°K 电子迁移率为3900cm~2/v·s 和3000cm~2/v·s,并且没有观察到性能随沟道层的减薄而退化的现象。由于材料具有极好的横向均匀性,从而用实验证明了生长 n~(++)层能使接触电阻减少以及采用隐埋沟道能引起栅的改善。发展了用于测量载流子浓度分布的金属-氧化物-半导体技术,当FET 的沟道掺杂浓度为2×10~(17)cm~(-3)时,用这种技术能提供6000(?)的耗尽。     

液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体

由于冶金学性质的限制和高的Hg蒸汽压,要制备均匀的接近完整的Hg_(1-x)Cd_xTe块状晶体非常困难。然而,采用改进的开管水平滑移接触型液相外延(LPE)系统,能成功地控制生长系统中的Hg压和溶液的组分,在CdTe衬底上生长出Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体。用金相观察、X光衍射、扫描电镜分析、电学测量等方法,证明了Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体具有高质量。样品组分一般为x(?)0.2～0.4。薄膜层的厚度均匀,层厚在10～40μm之间。层的结构受CdTe衬底限制。低温纯化处理后,外延层为n型。x=0.27的外延层77K时的电学性质为n≤3×10~(15)/cm~8,霍尔迁移率μH为10~3～4×10~4cm~2/V·s。在国内首先做出了可以出售的光导探测器,此探测器在77K时,D_(λp)~*(500,1000,1)=2.8×10~9～1.8×10~(10)cm·Hz~(1/2)·W~(-1),可与块状晶体的相比较。     

Si~+注入SOS中退火固相外延再生长改善结晶质量

本文研究Si~+室温深注入(150～160keV,1～3×10~15/cm~2)SOS中600+1050℃两步退火固相外延再生长改善SOS膜界面附近结晶质量和Si~+室温浅注入(85keV,3×10~(15)/cm~2)SOS中600+1050℃两步退火固相外延再生长改善SOS膜表面结晶质量的工艺.180keVH~+沟道效应—背散射测量表明,两步Si~+注入和两步退火团相外延再生长工艺能够有效地改善SOS膜结晶质量°表面归一化最小产额x_o、界面最小产额x_i 和退道率dx/dz分别减小到0.06、0.12和0.19/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。     

制作红外探测器阵列的一种新方法——在蓝宝石衬底上外延HgCdTe

利用体晶 CdTe 衬底外延 HgCdTe 有某些局限性,例如晶片大小、易碎性及均匀性,都对外延生长 HgCdTe 有影响,因此研制出一种 CdTe 的代用衬底。本文就介绍这种 CdTe/蓝宝石混合衬底的合成方法及其某些特性,并介绍在这种衬底上液相外延(LPE)生长 HgCdTe 薄膜和器件的特性。与用 CdTe 衬底生长 HgCd-Te 制作的器件相比,在 CdTe/蓝宝石上 LPE 生长的 HgCdTe 薄膜制作的器件,在低温中波红外(MWIR)焦平面上有极好的电学和光学性质,而且二极管间的 D也极为一致。二极管的电阻与面积乘积的典型值,在195K(截止波长λ_c=4.2μm)时为≥10Ωcm~2;在120K(λ_c=4.45μm)时为≥3×10~4Ωcm~2,在77K(λ_c=4.6μ-m)时为≥1×10~6Ωcm~2。不加增透膜其典型量子效率为60—80%。对1024元 MW-IR 混合焦平面阵列的探测度进行分析表明:即使在小量到中等光子背景(高的光子背景是10~(12)光子 cm~(-2)s~(-1)条件下,不合格元件的数量不到5%。     

硅中注铅的连续CO_2激光退火行为

在(111)Si中以 350 keV,1×10~(15)和 5×10~(15)/cm~2注入Pb并进行连续 CO_2激光退火.用背散射RBS和透射电子显微镜TEM研究退火前后的杂质分布和辐射损伤.实验表明,上述退火处理能消除以剂量1×10~(15)/cm~2注入形成的损伤,而当剂量为5×10~(15)/cm~2时,在超过溶解度的高杂质浓度区,外延生长受到阻挡.再生长终止以后,表面形成多晶结构,杂质沿晶粒边界向外扩散.     

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。     

MBE生长的InSb和InASxSb1—x的载流子浓度剖面分布

在(111)InSb 和(100)GaAs 衬底上,用分子束外延技术生长了 InSb 和 InAs_xSb_(1-x)外延层。用自动电化学 C—V 法测量了外延层的载流子浓度剖面分布。结果表明:(1)外延层呈 P 型;(2)InSb/GaAs 异质外延层的载流子浓度为(1～2)×10~(16)cm~(-3),比相应的同质外延层 InSb/InSb 的(1～2)×10~(17)cm~(-3)小一个数量级;(3)生长层的载流子浓度剖面分布和质量取决于衬底表面的制备。讨论了有关问题。     

分子束外延中的掺硼工艺

我们在硅分子束外延中利用共蒸发B_2O_3的方法在硅中进行硼掺杂,掺杂浓度可控制在4×10~(17)cm~(-3)至4.2×10~(19)cm~(-3)之间,这说明不需要利用离子注入或高温掺杂炉,也可以在硅外延层中实现有效的P型硼掺杂.我们还对掺杂外延层的质量进行了初步分析:外延层剖面均匀、没有明显的偏析现象;当硅源速率在 2A/s时,外延层中氧含量与衬底相同.     

HgCdTe共振缺陷态的电容谱研究

提出一种测量HgCdTe量子电容谱、研究共振缺陷态的方法.利用高精度差分电容测量方法,在4.2K下测量了一系列受主浓度为3×10~(16)～4×10~(17)cm~(-3)的P型HgCdTe MIS样品的C-V曲线.对浓度约10~(17)cm~(-3)的强P型Hg_0.79Cd_0.21Te体材料样品,在C-V曲线上耗尽区和反型层交界的偏压区域观察到一个附加峰,该峰起源于导带底以上45meV的一个共振缺陷态,分析表明是氧占据Hg空位的杂质缺陷态.