Si基HgCdTe材料的电学特性研究

文章研究了Si基分子束外延HgCdTe原生材料、P型退火材料和N型退火材料的霍耳参数、少子寿命等材料电学特性。研究发现，晶格失配导致Si基HgCdTe材料原生材料和N型退火材料迁移率低；Si基原生HgCdTe材料属于高补偿材料，但高补偿性并非材料的固有特性，通过P型退火可使材料变为低补偿材料，迁移率得到提高。采用分子束外延方法制备的3in Si基HgCdTe材料电学性能与GaAs基HgCdTe材料相比，性能还有待提高。改进分子束外延生长工艺提高HgCdTe质量，从而进一步提高迁移率，是Si基外延研究的关键。     

Si基HgCdTe材料的电学特性研究

文章研究了Si基分子束外延HgCdTe原生材料、P型退火材料和N型退火材料的霍耳参数、少子寿命等材料电学特性.研究发现,晶格失配导致Si基HgCdTe材料原生材料和N型退火材料迁移率低;Si基原生HgCdTe材料属于高补偿材料,但高补偿性并非材料的固有特性,通过P型退火可使材料变为低补偿材料,迁移率得到提高.采用分子束外延方法制备的3in Si基HgCdTe材料电学性能与GaAs基HgCdTe材料相比,性能还有待提高.改进分子束外延生长工艺提高HgCdTe质量,从而进一步提高迁移率,是Si基外延研究的关键.     

分子束外延材料表面平整度的研究

分子束外延Si基HgCdTe材料的表面平整度对红外焦平面组件的制备有重要的影响。分子束外延的Si基复合衬底作为HgCdTe分子束外延的衬底材料对最终外延材料的表面平整度的影响较大。本文通过研究工艺过程中各外延因素对Si片和衬底材料表面平整度的影响,通过实验发现脱氧工艺的高温影响最大,其次是Si片自身的表面平整度和外延膜层的厚度。因此要获得低表面平整度的Si基复合衬底必须满足以下三个条件:低Si片表面平整度,低脱附工艺温度,低外延膜厚。     

高温热退火对多层P-on-N结构HgCdTe的界面影响研究

对高温热退火前后分子束外延（MBE）生长的多层P-on-N结构HgCdTe外延材料的界面变化进行研究。研究发现,高温热退火将引起HgCdTe外延材料界面层的改变,从而破坏原生结构。这种改变可以一定程度上通过工艺条件进行控制。同时,对热退火前后P-on-N结构变化进行了二维数值模拟,研究了不同变化对其能带结构和光电流的影响。     

高温热退火对多层P-on-N结构HgCdTe的界面影响

对高温热退火前后分子束外延(MBE)生长的多层P-on-N结构HgCdTe外延材料的界面变化进行研究.研究发现,高温热退火将引起HgCdTe外延材料界面层的改变,从而破坏原生结构.这种改变可以一定程度上通过工艺条件进行控制.同时,对热退火前后P-on-N结构变化进行了二维数值模拟,研究了不同变化对其能带结构和光电流的影...     

退火工艺对HgCdTe材料位错密度及电学性能影响的研究

实验分别采用高低温退火和循环变温退火方式对液相外延生长的HgCdTe材料进行饱和汞压热处理,研究了两种热处理工艺对碲镉汞材料位错密度及电学性能的影响。结果表明：相较于高低温退火,经循环变温退火后HgCdTe材料的位错密度有了明显的降低,并且材料的迁移率有了显著的提升。研究发现循环变温退火是一种较好提升HgCdTe材料性能的热处理方法。     

控制汞蒸汽压的HgCdTe等温生长

HgCdTe等温外延生长是获得具有完整的表面形态、高的径向组分均匀性和好的电学特性的大面积HgCdTe外延层的一种较简单的方法。最近,用这种方法制备了高电子迁移率和n型导电的外延层,该层是“原生”态晶体,而不是采用通常要求的过汞压中再经过生长退火的晶体中获得。在本文中,我们报道控制汞压的等温生长,汞压由一个纯汞源提供,用这种方法所获得的HgCdTe外延层具有精确控制的组     

GSMBE生长SiGe/Si材料的原位掺杂控制技术

在特定温控下对掺杂气体分子的状态和活性进行控制 ,建立了一套具有自主知识产权的气源分子束外延工艺生长 Si Ge/Si材料的原位掺杂控制技术。采用该技术生长的 Si Ge/Si HBT外延材料 ,可将硼杂质较好地限制在 Si Ge合金基区内 ,并能有效地提高磷烷对 N型掺杂的浓度和外延硅层的生长速率 ,获得了理想 N、P型杂质分布的 Si Ge/Si HBT外延材料     

Si基中短波双色HgCdTe材料生长及表征

报道了碲镉汞(MCT)分子束外延(MBE)的最新研究进展。基于现有Si基中波、短波HgCdTe材料工艺基础,开发获得了Si基中短波双色HgCdTe材料的生长工艺。使用反射式高能电子衍射分析在线监测生长过程,优化了Si基中短波双色HgCdTe材料生长工艺。获得了具有良好晶体质量的Si基中短波双色HgCdTe材料。     

Hg在As激活退火中的作用

对原位As4掺杂MBEHgCdTe材料退火前后的电学性质进行了研究.原生样品以及N型退火样品的测试结果显示,随着As掺杂进入HgCdTe的同时,样品中产生了额外的Hg空位,并且在样品中引进了一种N型深能级结构.不同Hg分压下的激活退火结果显示,高温汞压下退火可以获得P型MBE HgCdTe材料.但是,真空退火结果显示As很难被激活.说明在激活退火过程中As在各个格点之间转移时,外界的Hg起重要作用.     

碲镉汞富汞热处理技术的研究

利用自行研制的垂直开管富汞热处理设备,研究了碲镉汞（HgCdTe）富汞热处理技术。经富汞条件下3000C热处理和后续的常规N型热处理,As掺杂的Hg1-xCd,Te分子束外延材料中的As原子已被激活成P型受主,As原子激活率同石英管封管热处理试验的结果基本一致。对包括3in Si基衬底在内的材料退火前后表面形貌进行的比较显示,样品表面形貌可得到很好的保护。研究结果表明,碲镉汞开管富汞热处理技术可用于第三代碲镉汞红外焦平面技术所需大面积多层掺杂异质外延材料的制备。     

InSb分子束外延原位掺杂技术研究

对InSb分子束外延薄膜的本征掺杂、N型掺杂以及P型掺杂进行了研究,其中分别以Be作P 型以及以Si、Te作N 型的掺杂剂。实验采用半绝缘的GaAs衬底作为InSb分子束外延用衬底,通过采用低温生长缓冲层技术降低大失配应力,获得高质量InSb外延膜。实验样品采用霍尔测试以及SIMS测试掺杂浓度和迁移率分析掺杂规律、掺杂元素偏聚和激活规律的影响因素。     

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.     

Si基碲镉汞分子束外延工艺优化研究

报道了Si基碲镉汞(MCT)分子束外延(MBE)的最新研究进展,通过使用反射式高能电子衍射(RHEED)、高温计的在线测量建立和优化了3 in Si基碲镉汞生长温度曲线;通过二次缓冲层的生长进一步降低了界面能,获得的Si基HgCdTe材料在8μm的厚度下半峰宽达到90.72 arcsec,原生片位错密度(EPD)小于1×107 cm-2;采用此材料成功制备出了高性能的中波Si基1280×1024碲镉汞探测器。     

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。     

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...     

第三代红外焦平面基础技术的研究进展

叙述了围绕第三代红外焦平面的需求所进行的HgCdTe分子束外延以及台面结芯片技术研究的一些成果。对GaAs、Si基大面积异质外延、p型掺杂以及台面刻蚀等主要难点问题进行了阐述。研究表明，7.6 cm(3 in)材料的组分均匀性良好，晶格失配引发的孪晶缺陷可以通过合适的低温成核方法得到有效抑制。在GaAs和Si衬底上外延的HgCdTe材料的(422)X射线衍射半峰宽的典型值为55″~75″。对ICP技术刻蚀HgCdTe的表面形貌、刻蚀速率、反应微观机理、负载效应和刻蚀延迟效应以及刻蚀损伤进行了研究，得到了高选择比的掩模技术和表面光亮、各向异性较好的刻蚀形貌。采用HgCdTe多层材料试制了长波n?蛳on?蛳p以及p?蛳on?蛳n型掺杂异质结器件以及双色红外短波/中波焦平面探测器，取得了一些初步结果。     

退火温度对嵌入Si中的β-FeSi2颗粒发光的影响

研究了退火温度对分子束外延(MBE)方法生长的Si基β-FeSi2颗粒的发光性质和电学特性的影响.结果表明,在900℃下退火的样品,虽然β-FeSi2的结晶质量有所提高,但是由于晶格失配和热膨胀系数的不同,在Si中引入位错,导致样品的光致发光谱展宽和形成的二极管漏电流增大.而在800℃下退火的样品,具有较低的漏电流和较强的室温电致发光谱.     

退火温度对嵌入Si中的β-FeSi2颗粒发光的影响

研究了退火温度对分子束外延(MBE)方法生长的Si基β-FeSi2颗粒的发光性质和电学特性的影响.结果表明,在900℃下退火的样品,虽然β-FeSi2的结晶质量有所提高,但是由于晶格失配和热膨胀系数的不同,在Si中引入位错,导致样品的光致发光谱展宽和形成的二极管漏电流增大.而在800℃下退火的样品,具有较低的漏电流和较强的室温电致发光谱.