分子束外延HgCdTe薄膜As掺杂P型激活研究

报道了利用As4作为掺杂源获得原位As掺杂MBE HgCdTe材料的研究结果．利用高温退火技术激活As使其占据Te位形成受主．对原位As掺杂MBE HgCdTe材料进行SIMS及Hall测试,证实利用原位As掺杂及高温退火可获得P型MBE HgCdTe材料．     

激活退火对As掺杂型HgCdTe材料的影响

研究了激活退火热处理过程对As掺杂碲镉汞外延材料组分的影响,实验包括不同的热处理条件以及不同厚度外延材料,并用红外透射光谱测量了退火前后材料组分的变化。实验结果表明,在相同温度和相同时间的热处理条件下,外延层的厚度越厚,热处理对材料组分的影响越小;在相同温度不同时间的热处理过程中,随着时间增加,材料的组分变化也随之增加,并且,外延层越厚,组分的变化量也越小。     

HgCdTe分子束外延In掺杂研究

报道了用 MBE方法生长掺 In的 n型 Hg Cd Te材料的研究结果 .发现 In作为 n型施主在 Hg Cd Te中电学激活率接近 10 0 % ,其施主电离激活能至少小于 0 .6 m e V.确认了在制备红外焦平面探测器时有必要将掺杂浓度控制在～ 3× 10 1 5 cm- 3水平 .比较了高温退火前后 In在 Hg Cd Te中的扩散行为 ,得出在 40 0℃温度下 In的扩散系数约为10 - 1 4 cm2 / s,并确认了 In原子作为 Hg Cd Te材料的 n型掺杂剂的可用性和有效性 .     

MBE生长碲镉汞的砷掺入与激活

采用As掺杂和激活技术制备的p+-on-n异质结材料是获得高性能长波碲镉汞红外焦平面器件的关键技术之一,得到了广泛关注.采用变温IV拟合的方法,对不同As掺入浓度与器件结性能相关性进行了分析,发现降低结区内As掺杂浓度可以有效抑制器件的陷阱辅助隧穿电流.拟合结果表明,较高浓度的Nt很可能与高浓度As掺入相关.因此As的稳定均匀掺入和激活被认为是主要技术挑战.实验研究了分子束外延过程中Hg/Te束流比与As掺入效率的关系,发现相对富Hg的外延条件有助于提高As掺杂效率.研究还发现As的晶圆内掺杂均匀性与Hg/Te束流比的均匀性密切相关.对As的激活退火进行了研究,发现在饱和Hg蒸汽压中采用300℃/16h+420℃/1 h+240℃/48 h的退火条件能明显提升碲镉汞中As原子的激活率.     

碲镉汞As掺杂技术研究

对于MBE原位掺杂,HgCdTe的N型掺杂比较容易,而P型掺杂相对来说难度比较大。作为掺杂杂质的As表现出两性掺杂行为,在富Te的条件下生长,As有很大的几率进入到阳离子位置处。而As必须进入Te位才能参与导电,表现为P型。因此,采取了多种方法,现已获得10^16-10^18坤cm^-3掺杂水平的P型材料。在成功实现As的掺杂后,研究人员对激活退火做了一些研究。研究发现,需要在汞压下经过高温退火,As原子才能占据Te位成为受主杂质。对As在碲镉汞中的扩散系数也进行了研究。     

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.     

HgCdTe分子束外延In原子的掺杂特性

报道了用 MBE方法生长掺 In N型 Hg Cd Te材料的研究结果。发现 In作为 N型施主在 Hg Cd Te中的电学激活率接近 1 0 0 % ,其施主电离激活能至少小于 0 .6me V。确认了在制备红外焦平面探测器时有必要将掺杂浓度控制在约 3× 1 0 1 5cm- 3水平。比较了高温退火前后 In在 Hg Cd Te中的扩散行为 ,得出在 40 0°C温度下 In的扩散系数约为 1 0 - 1 4cm2 / sec,确认了 In原子作为 Hg Cd Te材料的 N型掺杂剂的可用性和有效性     

用分子束外延生长技术来改进HgCdTe材料的特性和重复性（上）

本文介绍了在利用分子束外延技术生长ＨｇｃｄＴｅ材料方面改进材质量、重复性和柔软性所取得的进展．根据一定的判断标准,对超过１００生的ｎ型外延片的载流子浓度和迁移率、晶体缺陷密度和位错密度给出了统计数据和成品率。另外,还给出了少数载流子寿命的数据。在降低杂质浓度方面,经过不断的改进,我们已经获得可重复的,ｎ型低载流子浓度：（２－１０）×１０＾１４ｃｍ＾－３,而且电子迁移率很高。数据表明,低位错密度的薄     

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。