p/p~+Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te液相外延层等离子体的红外反射光谱

本文报道了对具有高浓度衬底的P型Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te液相外延层(P-Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te/p~+-Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te),用红外光谱仪测量的实验反射光谱以及用解光导纳方程的方法所获得的计算反射光谱,然后用曲线拟合技术修改参数,使计算光谱与实验光谱一致,最后得出在这样的外延层中载流于浓度的分布具有如下形式:log P=az~2+bz+ c.P为载流子浓度,|z|为外延层内各截面到衬底之距离,a,b,c为常数且均大于零.     

液相外延生长的PbTe/Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te制备双色探测器阵列

己采用了液相外延(LPE)生长的p-型Pb_(0.8)/p-型Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te(PbTe在Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te上面)作为双色(3～5和8～14微米)探测器的衬底。用平面扩散技术在液相外延生长衬底上形成二极管。文中并描述了在80K下工作的12元阵列在标称300K、2π视场背景时所表现的特性。六个Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te二极管和六个PbTe二极管的平均探测度分别为2.2×10~(10)和1.0×10~(11)厘米·赫~(1╱2)/瓦。     

PbS分子束外延

本文介绍了一种自行设计的、能连续制备多层外延膜的简易分子束外延装置,并用此装置在Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te衬底上生长了PbS单晶薄膜。利用扫描电镜、X-射线分析,红外反射光谱等检测手段,对单晶膜的表面形态及结晶质量进行了观察和测试分析。     

Pb_(1-x)Sn_xTe材料等离子体反射边的温度漂移现象

本文报道对Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te单晶以及p-PbSnTe/p~ -PbSnTe和n-PbTe/p-PbSnTe/p~ -PbSnTe液相外延层进行观察得到的等离子体(Plasma)反射边的温度漂移现象。认为这是由于电极化有效质量m_s和散射弛豫时间τ共同影响的结果,其中m_s随温度的升高而变大,起着主要的作用。本文最后对浓度为1.45×10~(19)/cm~3的单晶样品进行了模拟计算,在计算光谱与实验光谱达到一致的情况下,得到了m_s,τ随温度的变化曲线。     

通过表面分析来评定Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te探测器的制造过程

为了制造高性能的Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 探测器,在制造过程中必须了解其表面特性并加以控制。把俄歇光谱(AES)和光电子光谱(ESCA)技术用于分析经历了探测器制造的一些步骤以后的Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 表面。本文提供经过化学腐蚀、光刻工艺和热处理以后Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 材料的俄歇光谱和光电子光谱数据。此外,还对暴露于室内环境条件和高湿度条件之后的Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 表面的特性作了描述。而对表面特性有了了解,就可以把它同做成的探测器的参数进行对照,从而确定出制造最优性能探测器的程序,因此也就能找到制造稳定的探测器的工艺。     

液相外延PbSnTe及其探测器性能

本文报导了研究液相外延生长Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te晶体薄膜和PbTe/Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te异质外延的结果。衬底是用汽相生长的Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te单晶,取向为(100)方向。在这种衬底上以较低的外延生长温度得到的碲锡铅薄层,经过In-Cd扩散制成了光伏二极管,其光谱响应峰值超过10微米。同样,以较低温度外延PbTe/PbSnTe异质结,其响应光谱峰值在10～10.6微米而截止波长<12微米。这种二极管具有较高的探测度,一般D~*__(bb)(500K,1000,1)在2～3×10~9厘米·赫~(1/2)瓦,较好的可达4×10~9厘米·赫~(1/2)瓦。目前探测度受前放系统噪声限制。对这种异质结的Ⅰ-Ⅴ特性分析表明,零偏压电阻在20～80欧姆,量子效率η～30％。二极管的Ⅰ-Ⅴ曲线与一般二极管的相似,但结电流中产生复合电流占有相当的成分。     

Pb_(0.8)Sn_(0.2) Te-PbTe异质结结区附近净施主浓度分布

测量了用液相外延技术制备的(P)Pb_(0.8)Sn_(0.2) Te-(n)PbTe异质结二极管的电容-电压特性,据此计算了结区附近PbTe外延层中的净施主浓度分布。发现零偏压下PbTe外延层中空间电荷区边界的净施主浓度(N_o)强烈地依赖于液相外延的生长温度(T_(ep)),认为它是由于液相外延生长过程中缺陷的互扩散所造成。     

Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管表面漏电流的减少

在表面形成一层宽带隙外延层,可以减少Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管的表面漏电流。在CdTe衬底上,液相外延由p-Cd_xHg_(1-x)Te(x>0.2)/p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te组成双层Cd Hg Te外延层。77K下,经范德堡霍尔测试,得到空穴载流子浓度和迁移率分别为9×10~(15)cm~(-3)和6×10~2cm~2V~(-1)s~(-1)。首先去除p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te上面直径为100μm的宽带隙层,然后再向p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te中扩铟而形成p-n结。77K下,有宽带隙层和无宽带隙层光电二极管的R_0A乘积分别为9.1Ωcm~2(λ_c=11μm)和2.0Ωcm~2(λ_c=10μm),这就证实了宽带隙层钝化层起到了减少表面漏电流的作用。     

改善PbTe/PbSnTe液相外延表面质量的研究

异质液相外延材料表面的平整光亮取决于异质界面的平整光亮。N-PbTe/P-PbSnTe双层异质外延中.P-Pb_(1-x)Sn_xTe是关键。为获得X=0.2结构完整性好而表面质量高的薄膜,我们采用两相溶液法,以Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te单晶片做衬底,来液相外延P-Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te。通过俄歇能谱曲线和电子探针,测量表面上的夹裹物和沉淀物,证明是无碲的过剩铅和锡。我们     

分子束外延Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y材料的傅里叶变换红外光谱

报道了(100)半绝缘GaAs衬底和(100)掺Te GaSb衬底上分子束外延法生长的Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y材料的傅里叶变换红外光谱特性,分析解释了引起两种衬底上Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)Sb_y外延材料红外光谱差异的原因.实验确定了这种材料的带隙和相应波长,与内插法计算的结果进行了比较,发现所有样品的实验值均偏大于理论值,对此进行了理论探讨.     

Hg_(1-x)Cd_xTe/CdTe外延层特性的研究

本文报道在CdTe衬底(111)面上用开管滑移系统从富Te溶液中液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜的结果。我们用精心设计的石墨舟,准确定向的衬底,以及好的外延技术,得到了具有光亮表面的外延层。实验发现,外延层表面的光亮程度与CdTe衬底的取向偏离[111]的程度密切相     

用弱场霍尔效应判断分子束外延Pb_(0.88)Sn_(0.12)Te/PbTe量子阱能带类型

对分子束外延(MBE)法在BaF_2衬底上生长的N型Pb_(0.88)Sn_(0.12)Te/Pb Te多量子阱材料进行了变温(16～300K)弱场霍尔效应测量。通过分析霍尔系数判断Pb_(0.88)Sn_(0.12)Te/PbTe量子阱能带类型为Ⅰ型。由费密能级的位置估算PbTe导带边高于Pb_(0.88)Sn_(0.12)Te<111>方向能谷导带边约36meV。     

分子束外延PbTe/Pb_(0.88)Sn_(0.12)Te量子阱持续光电导与导带不连续

从理论和实验上研究了分子束外延生长的PbTe/Pb_(0.88)Sn_(0.12)Te多量子阱结构材料中的持续光电导过程.认为材料中持续光电导的衰减是依赖于隧穿协助的电子-深中心复合过程.理论计算与实验结果一致.通过对持续光电导衰减规律的理论拟合,得到了PbTe/Pb_(0.88)Sn_(0.12)Te量子阱材料的导带不连续值及两类能谷间的能量差.     

封闭系统中Pb_xSn_(1-x)Te外延淀积在Pb_xSn_(1-x)Te基片上

在封闭系统中往Pb_(0.79)Sn_(0.21)Te(100)基片上淀积载流子浓度在10~(17)/厘米~3范围内的P型Pb_(.79)Sn_(0.21)Te外延膜,速率为1.5～3.0微米/小时。这些外延膜是在425～525℃下用符合化学计量或金属略多的料淀积的。淀积的n型膜夹杂着金属。膜的结构受基片缺陷、基片温度及装料组分的影响。制成了厚达100微米的膜。采用肖特基势垒工艺,在外延膜上做出了在77K下黑体探测度为10~(10)厘米赫~(1/2)/瓦的红外探测器阵列。     

高质量PbSnTe薄膜的制备

一、用真空蒸发生长高迁移率的Pb_0.8Sn_o.2Te外延薄膜窄禁带半导体Ⅳ-Ⅵ族化合物的外延层,制作光伏红外探测器,已在光电子学方面得到广泛的应用。这些半导体材料的三元化合物(如Pb_χSn_1-χTe,Pb_χSn_1-χSe),具有特别的优点,即禁带宽度是随组分而变的。这些性质已被广泛用于研制红外探测器和红外激光器二极管。Pb_χSn_1-χTe之所以能受到大量注意是因为它能用来制备高性能的红外探测器,工作于77K和77K以上,敏感于8～14μm大气窗口的红外光谱区域。对探测器应用特别感兴     

半导体装置

本专利介绍面阵红外探测器件。其结构如图所示。外延层(11)是Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te晶体层,电荷积累区域(7)设在Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te晶体内,而且,外延层的探测二极管区域(8)是通过选择地生长Hg_(0.7)Cd_(0.3)Te晶体而形成的。Hg_(0.7)Cd_(0.3)Te晶体的带宽是250～300meV,这与10μm晶体的带宽相比大得多且反向偏压特性比用Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te制作的探测二极管要好。这样在8～14μm面阵红外探测器件中,用Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te晶体部分吸收红外辐射,用Hg_(0.7)Cd_(0.3)Te晶体部分探测信号。由此,探测二极管具有3～5μm的响应特性,而且探测特性很好。     

Hg_(1-x)Cd_xTe外延层的生长和性质

本文研究了在开管滑移系统中由富Te溶液生长较低x值(0.2—0.3)的碲镉汞(Hg_(1-x)C_(dx)Te)外延薄层问题。提出一种具有独到特色的半封闭滑移接触系统,使我们有可能在大气压下生长出低x值的材料。采用Cd_(1-y)Zn_yTe和Hg_(1-x)Cd_xTe衬底替代CdTe衬底,改善了薄膜的质量。讨论了衬底的影响和生长过程,同时给出位于较低温度处的固相线。原生外延层是p型的,77K时,空穴浓度约为1×10~(17)厘米~(-3),空穴迁移率为300厘米~2伏~(-1)秒~(-1),过剩少子寿命为3毫微秒。     

阴极溅射法沉积的Cd_xHg_(1-x)Te外延层的结晶学性质

应用溅射技术,在具有[111]取向的CdTe衬底上生长出了Cd组分(x值)在0.14—0.4范围内、大面积(大到15平方厘米)的Cd_xHg_(1-x)Te外延层(厚度<15微米)。在加热到200℃的衬底上,该外延层以每小时0.6微米的沉积速率生长。采用不同的分析技术,如反射高能电子衍射法(RHEED)、反射x射线形貌法和透射电子显微术(TEM),研究了外延层的晶体学特性。RHEED图形反映出外延层具有高品质晶体的性质。x射线形貌法的研究结果表明,外延层的亚结构与衬底的亚结构十分类似。上述结果与TEM的观察结果是一致的。     

用溅射淀积法外延生长优质Cd_xHg_(1-x)Te薄膜

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射技术,已同时在几种CdTe衬底上(总面积为20cm~2)外延生长了Cd_xHg_(1-x)Te薄膜。薄膜在加热到310℃的衬底上生成,其淀积速率为0.6μm.h(总厚度≤30μm)。采用不同的实验方法对薄膜的结晶学特性进行了分析,这些方法包括:反射X-射线形貌、衍射分布图的半值宽度(FWHM)测量、透射电子显微镜分析(TEM)和卢瑟福反向散射分析(RBS)。TEM法,摆动曲线和RBS的结果揭示出薄膜具有很高的结晶学质量(外延层内的位错密度接近10~4cm~(-2))。在4K和300K之间测量了Cd_xHg_(1-x)Te外延层的霍耳系数。衬底温度为285℃时淀积的外延层(镉的组分为0.23,厚度16μm),在77K测量的结果是:载流子浓度n大约为2.7×10.(16)cm~(-3);霍耳迁移率为64000cm~2·V~(-1·S~(-1)。当镉的组分为0,31时(外延层厚度为18μm),则得到n=1.6×10~(16)cm~(-3);霍耳迁移率为16000cm~2·V~(-1)·S~(-1)。淀积出来的外延膜在双温区炉子内的汞气氛中退火后,其电学性质得到改善。n型外延膜的电子迁移率提高到接近用非最佳退火参量得到的体材料的水平。     

在蓝宝石衬底上外延生长光导探测器用的HgCdTe

用等温汽相外延(ISOVPE)和液相外延(LPE)组合,在用金属有机物化学汽相淀积(MOCVD)的CdTe/蓝宝石衬底上生长HgCdTe。用ISOVPE把CdTe层转变为Hg_(0.8)Cd_(0.2)Te。ISOVPE和LPE过程连续在闭管内进行,应用转变工艺,降低CdTe和HgCdTe间的晶格失配、并减少CdTe衬底和外延层间互扩散产生的组分梯度。晶片在Hg气氛中退火后制做成光导探测器性能验证了晶片质量,结果可与在CdZnTe上外延生长HgCdTe制做的一般探测器性能相比。