Cd气氛退火对CdZnTe晶片质量影响

在CdZnTe晶体生长时,有时会产生大颗粒的沉积相,严重的影响了CdZnTe晶片的质量,通过电子探针测试证明其为Cd沉积相。采用Cd气氛退火来消除Cd沉积相,可以改善CdZnTe晶片的质量。实验发现：在较高的温度（600℃）条件下,退火可以有效的消除大颗粒（〉5μm）的Cd沉积相,改善CdZnTe晶片红外透过率、X射线双晶回摆曲线半峰宽（FWHM）和腐蚀坑密度（EPD）。在此条件下对CdZnTe晶片进行退火,有助于提高CdZnTe晶片的性能。     

高阻CdZnTe晶体的退火处理

获得高电阻率的、完整性好的CdZnTe晶体是研制高性能的CdZnTe γ射线探测器的关键.运用热力学关系估算了Cd1-xZnx熔体平衡分压,尝试以Cd1-xZnx合金源替代Cd源进行Cd0.8Zn0.2Te晶片的热处理,研究了退火对Cd0.8Zn0.2Te晶片质量的影响.结果表明：在1069K下用Cd0.8Zn0.2合金源（PZn=0.122×105Pa和PCd=1.20×105Pa）对Cd0.8Zn0.2Te晶片退火5天以上,可提高晶体电阻率一个数量级和晶体红外透过率10%以上,并可消除或减小晶片中的Te沉淀,同时避免了Zn的损失,改善Zn的径向分布.可见,采用Cd1-xZnx合金源代替Cd源控制进行CZT退火处理优于仅采用Cd源控制的退火处理.     

Cd1-xZnxTe合金的退火研究

用红外透射谱和喇曼散射谱研究了退火对Cd1-xZnxTe晶片中Te沉淀的影响．研究结果表明,红外透射谱只对大尺寸的Te沉淀较为敏感,而喇曼散射谱却能够探测到样品中小尺寸的Te沉淀,两者互为补充．在Cd气氛下对晶片进行退火处理,选择合适的退火温度和退火时间,可以有效地消除晶片中大尺寸的Te沉淀,却难以消除晶片中小尺寸的微量Te沉淀．     

Cd1—xZnxTe合金的退火研究

用红外透射谱和喇曼散射谱研究了退火对Cd1-xZnxTe晶片中Te沉淀的影响,研究结果表明,红外透射谱只对大尺寸的Te沉淀较为敏感,而喇曼散射谱却能够探测到样品中小尺寸的Te沉淀,两互为补充,在Cd气氛下对晶片进行退火处理,选择合适的退火温度和退火时间,可以有效地消除晶片中大小尺寸的Te沉淀,却难以消除晶片中小尺寸的微量Te沉淀。     

Cd1-xZnxTe合金的退火研究

用红外透射谱和喇曼散射谱研究了退火对 Cd1 - x Znx Te晶片中 Te沉淀的影响 .研究结果表明 ,红外透射谱只对大尺寸的 Te沉淀较为敏感 ,而喇曼散射谱却能够探测到样品中小尺寸的 Te沉淀 ,两者互为补充 .在 Cd气氛下对晶片进行退火处理 ,选择合适的退火温度和退火时间 ,可以有效地消除晶片中大尺寸的 Te沉淀 ,却难以消除晶片中小尺寸的微量 Te沉淀     

Cd1-xMnxTe晶体衬底的红外透过性能

研究了生长态和退火后Cd1-xMnxTe晶片的吸收边和红外透过性能.Cd1-xMnxTe晶体采用垂直Bridgman法生长,获得面积为30 mm×40 mm的(111)面Cd1-xMnxTe单晶片;晶片在Cd气氛下退火.近红外光谱表明,吸收边的截止波长反映晶片的Mn含量范围为0.1887≤x≤0.2039,其中轴向成分波动差值约为0.0152,径向成分波动差值约为0.0013;x=0.2的Cd1-xMnxTe晶体吸收边的吸收系数变化范围为2.5～55 cm-1;退火后,晶体的吸收边位置没有变化,表明晶片中Mn含量未受到退火的影响.傅里叶变换红外透射光谱表明,晶片在红外光波数为4000～500 cm-1范围的红外透过率为45%～55%;退火后,晶片的红外透过率提高到61%以上,接近理论值65%.     

Cd1—yZnyTe晶片Te夹杂的观察

本文观察了Cd0.96Zn0.04Te晶片的8层红外透射分层域聚焦显微像,分析了各个层域的Te夹杂情况及Te夹杂密度,指出了找到CdZnTe较小夹杂密度层域面并用之来做外延HgCdTe衬底表面的方法。     

高阻CdZnTe晶体的退火处理

获得高电阻率的、完整性好的 Cd Zn Te晶体是研制高性能的 Cd Zn Teγ射线探测器的关键 .运用热力学关系估算了 Cd1 - x Znx 熔体平衡分压 ,尝试以 Cd1 - x Znx 合金源替代 Cd源进行 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片的热处理 ,研究了退火对 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片质量的影响 .结果表明 :在 10 6 9K下用 Cd0 .8Zn0 .2 合金源 (PZn=0 .12 2e5 Pa和 PCd=1.2 0e5 Pa)对 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片退火 5天以上 ,可提高晶体电阻率一个数量级和晶体红外透过率 10 %以上 ,并可消除或减小晶片中的 Te沉淀 ,同时避免了 Zn的损失 ,改善 Zn的径向分布 .可见 ,采用 Cd1 - x Zn     

根据红外透过率推断CdZnTe晶片的性能

采用傅里叶变换红外光谱仪测试了性能各异的多个CdZnTe晶片的红外透过率．研究表明，红外透过率的大小可以定性反映CdZnTe晶片的性能：红外透过率越高的晶片，其成分偏离越小，位错密度越低，电阻率越高．根据红外透过率大小随着波数的变化，红外透过率图谱可以分为4种，每一种图谱对应着具有不同性能的CdZnTe晶片，从晶片对红外光的吸收机理出发，对实验结果进行了初步分析。     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd+Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

Si中注Pb的红外瞬态退火

用背散射-沟道效应研究了Si中注Pb并进行红外瞬态退火的辐照损伤及杂质分布.注入能量为350KeV,剂量为1×10~(17)及5×10~(15)/cm~2.实验表明高杂质浓度区中的杂质沉淀和晶格应力能抑制晶体的外延生长.当外延生长停止后,表面形成多晶结构,杂质沿晶粒边界向表面扩散.     

Cd1-yZnyTe的Zn组分面分布及均匀性控制

随着HgCdTe红外探测器尺寸规模的扩大,晶格匹配的Cd1-yZnyTe衬底组份均匀性越来越受到重视。由于在CdZnTe晶体中Zn的分凝系数大于1,晶片中Zn组分分布不均匀,从而使HgCdTe外延薄膜不同区域因晶格失配而产生位错的情况不同, 精确测量CdZnTe衬底的Zn组分及其均匀性是十分必要的。高分辨率X射线衍射是精确测量晶格常数和Zn组分的有效方法之一,但不适合常规面分布测定,而采用红外透射光谱法则能够在短时间内及实验容许的误差范围内快速获得CdZnTe中Zn组份的分布。另外,对锭条上不同方位的晶片进行径向和横向面分布红外透射光谱测量,可为组份均匀性控制提供依据。     

扫描隧道显微镜重掺硅（111）表面微缺陷研究

利用电化学扫描隧道显微镜（ＥＣ－ＳＴＭ）初步研究了重掺锑硅（１１１）抛光片表面的微结构．多数硅晶片表面不同部位的ＳＴＭ形貌相表明，表面处理过程产生的微缺陷远比晶体生长过程产生的微缺陷多；粗糙度约为几个纳米的大面积平整区域与面积虽小但缺陷密度很高而且无规则分布的微区共存．微缺陷密度与晶体完整性、掺杂浓度和抛光条件有关．轻掺锑硅（１１１）表面相对平整，微结构尺寸较大（１００ｎｍ左右）边缘较平滑；重掺锑硅表面微缺陷密度很高，结构复杂，平整度明显降低．表面机械损伤，杂质条纹，过腐蚀等缺陷密度通过优化表面抛光条件可     

X射线回摆曲线定量检测SI-GaAs抛光晶片的亚表面损伤层厚度

本文通过测量ＳＩ－ＧａＡｓ抛光晶片及其本体（腐蚀了晶片的亚表面损伤层）的Ｘ射线回摆曲线ＦＷＨＭ，与抛光晶片的ＴＥＭ观测相结合，作出晶片回摆曲线ＦＷＨＭ的比率Ｒ与ＴＥＭ观测的晶片亚表面损伤层厚度Ｄ的关系曲线，建立了一种定量检测ＳＩ－ＧａＡｓ抛光晶片的亚表面损伤层厚度技术，文中将对这种技术进行描述并作讨论．     

未掺杂CdZnTe与掺铟CdZnTe晶体的热处理

对于未掺杂Cd0.9Zn0.1Te晶片,采用在Cd/Zn气氛下,以In作为气相掺杂源进行热处理;而对于低阻In-Cd0.9Zn0.1Te晶片,则采用在Te气氛下进行热处理.分别研究了不同的热处理条件,包括温度、时间、pIn或pTe等对晶片电学性能、红外透过率以及Te夹杂/沉淀相的影响.结果表明,在Cd/Zn气氛下适当的掺In热处理和在Te气氛下适当的热处理均有效地提高了晶片的电阻率,分别达到2.3×1010和5.7×109Ω·cm,同时晶片的其他性能也得到明显改善.     

未掺杂CdZnTe与掺铟CdZnTe晶体的热处理

对于未掺杂Cd0.9Zn0.1Te晶片,采用在Cd/Zn气氛下,以In作为气相掺杂源进行热处理;而对于低阻In-Cd0.9Zn0.1Te晶片,则采用在Te气氛下进行热处理.分别研究了不同的热处理条件,包括温度、时间、pIn或pTe等对晶片电学性能、红外透过率以及Te夹杂/沉淀相的影响.结果表明,在Cd/Zn气氛下适当的掺In热处理和在Te气氛下适当的热处理均有效地提高了晶片的电阻率,分别达到2.3×1010和5.7×109Ω·cm,同时晶片的其他性能也得到明显改善.     

CdZnTe晶片中Te沉淀相的观察与研究

用透射电子显微镜、红外显微镜、红外光谱及差示扫描量热法观察研究了ＣｄＺｎＴｅ晶体中的Ｔｅ沉淀相．讨论了ＣｄＺｎＴｅ晶体中的Ｔｅ沉淀／夹杂的成因和区别，及其对红外透射比的影响；ＣｄＺｎＴｅ晶体的红外透射光谱和差示扫描量热法结果表明，当晶体中Ｔｅ沉淀相含量（ｗＴｅ）大于０．６ｗｔ％时，其红外透射比低于５５％，并随ｗＴｅ值的增大而下降；此结果可用Ⅱ－Ⅵ族半导体价带内光吸收机制解释．     

CdZnTe衬底沉积相成分分析

采用扫描电子显微镜技术对Cd Zn Te单晶片中的沉积相进行成分分析研究,结果表明通过红外显微系统观察到的Cd Zn Te晶片中常见的"放射状"沉积相和"链状"沉积相Cd含量富集,确认为Cd沉积相;另外,扫描电镜能谱仪对沉积相颗粒分析表明,Cd Zn Te晶体中的杂质元素易在Cd沉积相中富集。     

Au/Cd复合电极沉积方法对其与(111)面CdZnTe衬底接触性能的影响

CdZnTe晶片是HgCdTe外延薄膜的理想衬底。为了优化CdZnTe衬底的电学接触性能,作者基于真空蒸发法和磁控溅射法分别在p型导电性CdZnTe晶片(111)B (富碲面)制备Au/Cd复合电极。通过接触粘附试验,研究了复合电极的制备方法对电极与衬底之间的粘附性;利用卢瑟福背散射光谱法（RBS）比较了不同沉积方法下样品的元素深度分布;采用电流-电压(I-V)测试比较了两种制备工艺对Au/Cd复合电极与CdZnTe衬底欧姆接触特性的影响,从而确定了最佳复合电极的制备工艺。