As在HgCdTe分子束外延中的表面粘附系数

报道了用二次离子质谱分析 (SIMS)方法对As在碲镉汞分子束外延中的掺入行为的研究结果 .发现As在CdTe、HgCdTe表面的粘附系数很低 ,并与Hg的介入密切相关 .对于单晶HgCdTe外延 ,在 170℃生长温度下As的粘附率相对于多晶室温淀积仅为 3× 10 -4,在此生长温度下 ,通过优化生长条件获得了表面形貌良好的外延材料 .通过控制As束源炉的温度可以很好地控制As在HgCdTe层中的原子浓度 .     

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．     

分子束外延HgCdTe表面缺陷研究

采用GaAs作为衬底研究了HgCdTe MBE薄膜的表面缺陷,借助SEM分析了不同缺陷的成核机制,确定了获得良好表面所需的最佳生长条件。发现HgCdTe外延生长条件、衬底表面处理等因素与外延层表面各种缺陷有关,获得的外延层表面缺陷（尺寸大于2μm）平均密度为300cm^-2,筛选合格率为65％。     

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.     

ZnCdTe衬底上HgCdTe分子束外延的位错密度

报道了用 MBE的方法 ,在 Zn Cd Te衬底上制备 Hg Cd Te薄膜的位错密度研究结果。研究发现Hg Cd Te材料的位错密度与 Zn Cd Te衬底的表面晶体损伤、Hg Cd Te生长条件以及材料组分密切相关。通过衬底制备以及生长条件的优化 ,在 Zn Cd Te衬底上生长的长波 Hg Cd Te材料 EPD平均值达到 4.2× 1 0 5cm- 2 ,标准差为 3 .5× 1 0 5cm- 2 ,接近 Zn Cd Te衬底的位错极限。可重复性良好 ,材料位错合格率为 73 .7%。可以满足高性能Hg Cd Te焦平面探测器对材料位错密度的要求     

分子束外延HgCdTe／GaAs的生长和光伏探测器的研制

文中报导了用分子束外廷工艺在ＧａＡｓ（２１１）Ｂ衬底上生长了较高质量的中、长波ＨｇＣｄＴｅ薄膜材料。生长后的材料通过退火进行转型和调节电性参数。选择的组分分别为ｘ＝０．３３０和０．２２６的两种材料，７７Ｋ时载流子浓度和迁移率分别为ｐ＝６．７×１０１５ｃｍ－３、ｕｐ＝２６０ｃｍ２Ｖ－１ｓ－１和４．４５×１０１５ｃｍ－３、４１０ｃｍ２Ｖ－１ｓ－１。研制了平面型中、长波线列光伏探测器，其典型的探测器Ｄ分别为５．０×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１和２．６８×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１（１８０°视场下），其中６４元线列中波探测器与ＣＭＯＳ电路芯片在杜瓦瓶中耦含后读出并实现了红外成像演示。     

化学束—气源外延生长HgCdTe

评论了Ⅱ-Ⅵ族半导体HgCdTe的化学束-气源外延生长系统的设计和研制,介绍了生长HgCdTe外延层和气体源掺碘CdTe外延层的最新结果,这些结果表明了用这种技术生长用于制备先进红外探测器的优质材料的可能性.     

Annealing effect on the P-type carrier concentration in low-temperature processed arsenic-doped HgCdTe

We report the results of annealing effects on the As-doped alloy HgCdTe grown by molecular beam epitaxy (MBE), arsenic (As) diffusion in HgCdTe from Hg-rich solutions at low temperatures, and As ion implantation at room temperature. Hall-effect measurements, secondary ion mass spectrometry and p-on-n test photodiodes were used to characterize the As activation. High As-doping levels (10¹⁷−10¹⁹ cm⁻³) could be obtained using either MBE growth, As diffusion or As ion-implantation. Annealed below 400°C, As doping in HgCdTe shows n-type characteristics, but above 410°C demonstrates that all methods of As doping exhibit p-type characteristics independent of As incorporation techniques. For example, for samples annealed at 436°C (P_Hg≈2 atm), in addition to p-type activation, we observe a significant improvement of p/n junction characteristics independent of the As source; i.e. As doping either in situ, by diffusion, or ion implantation. A study of this As activation of As-doped MBE HgCdTe as a function of anneal temperature reveals a striking similarity to results observed for As diffusion into HgCdTe and implanted As activation as a function of temperature. The observed dependence of As activation on partial pressure of Hg at various temperatures in the range of 250 to 450°C suggests that As acts as an acceptor at high Hg pressure (>1 atm) and as a donor at low Hg pressure (<1 atm) even under Hg-rich conditions.     

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。     

红外透射光谱在HgCdTe外延薄膜性能评价中的应用

用最新发表的ＨｇＣｄＴｅ材料的光学常数对ＭＢＥ工艺生长的ＨｇＣｄＴｅ／ＣｄＴｅ／ＧａＡｓ材料的透射光谱进行了理论计算，对受生长工艺破坏的衬底背面再次进行抛光处理，消除因表面不平整引起的漫反射效应，使实验测量得到的光谱曲线与理论计算结果很好地吻合，由此得到的ＨｇＣｄＴｅ和ＣｄＴｅ外延层的厚度和解理面上用显微镜测量的数值相同。     

分子束外延P-on-N HgCdTe As扩散调控研究

对分子束外延（MBE）生长的原位As掺杂HgCdTe外延材料的热退火造成的As扩散控制进行研究。在较低的退火温度下获得了As扩散长度可控的HgCdTe材料,易于形成符合设计参数的PN结轮廓,为后续新型焦平面器件的研发提供基础。研究发现,在热退火过程中,原位As掺杂HgCdTe的As浓度的大小和纵向分布随着不同的Hg分压而发生改变。并通过理论计算获得了不同Hg分压下的As扩散系数。同时,通过数值模拟对不同As扩散长度的P-on-N器件结构进行了暗电流模拟,验证了As掺杂结深推进工艺的重要性。     

砷离子注入体材料碲汞的二次离子质谱分析

用二次离子质谱（ＳＩＭＳ）分析了低能注放（１５０ｋｅＶ）砷在体材料碲镉汞中的分布和注入砷原子在碲镉汞中的热扩散情况,砷在碲镉汞中的分布表现出复杂的多元扩散机制。在缺陷密度（ＥＰＤ）比较低的碲镉汞材料中,砷扩散的主体符合恒定扩散系数的有限源扩散模型,呈现出浓度随深度的高斯分布。而在缺陷密度比较大的碲镉汞材料中,砷的分布呈多段指数型分布,表面出更复杂的多机制扩散特性。     

原位As掺杂p型碲镉汞薄膜的制备研究

非本征p 型掺杂碲镉汞材料可以有效克服少子寿命偏低等问题,提高长波和甚长波红外焦平面器件的性能。本文重点阐述了As 掺杂实现p型掺杂的基础性原理,以及其制备方法,为p-on-n碲镉汞材料器件研究提供依据。     

Influence of Hg pressure on diffusion coefficient of As in HgCdTe

Arsenic diffusion coefficients were measured in HgCdTe at 350°C within the single phase field. The diffusion coefficients displayed a strong dependence on Hg pressure, increasing by more than 1×10³ with decreasing Hg pressure. These measurements were performed by growing As doped HgCdTe films by Hg-rich liquid phase epitaxy on undoped or In-doped base layers, where the growth temperature ranged between 330 and 350°C. Use of these low growth temperatures under Hg-rich conditions permitted attainment of virtual step profiles in As, with negligible diffusion into the base layers. These provided ideal starting points for subsequent diffusion anneals. Diffusion of arsenic under selected low Hg pressures was then employed to tune the positioning of the p/n junction for double layer heterojunction films, by locating it ahead of the heterointerface. Formation of valence band barriers to the photogenerated minority carriers across the junction could thus be avoided. When on the other hand, diffusion experiments were performed under Hg saturated conditions, the heterointerface moved at a faster rate than the p/n junction, leading to the formation of valence band barriers.     

MBE生长的HgCdTe材料B离子注入特性研究

用剥层霍耳测量分析了ＭＢＥ生长ＨｇＣｄＴｅ薄膜的Ｂ离子注入的电学特性,测量了薄膜材料的载流子浓度和迁移率分布．当剥层腐蚀到结区,结区增透引起红外透射光谱的峰值提高．