真空退火的CdTe/Au掺杂HgCdTe界面状态的影响

对使用CdTe覆盖的HgCdTe材料在不同温度下进行了一系列的退火实验.研究发现,退火可以改善电子束蒸发CdTe的晶体状态,使CdTe和HgCdTe之间的界面状态得到改善.Au掺杂HgCdTe覆盖CdTe后,真空条件下退火,240℃和300℃对Au掺杂的浓度分布改变不大,Au掺杂的浓度几乎不变.但是,温度的不同会对汞空位的浓度产生显著的影响,因此退火温度不同会使载流子浓度明显不同.退火温度从240℃升高至300℃后,霍尔测试得到的载流子浓度从2×10~(16)cm~(-3)左右升高至5.5×1016cm~(-3)左右.     

液相外延HgCdTe的研究

本文对液相外延生长HgCdTe及其汞压控制进行了研究。在理论上对开管滑动系统中汞损失的影响作了分析和计算,提出了准平衡汞压的方法。在实验中设计制作了独特的汞回流装置,实现了对汞压的控制。通过生长工艺的条件实验,得到了各工艺参数影响外延片性能的关系,制备出表面光亮,组分为x=0.2110.002,x=0.280.001的Hg1-xCdxTe外延片。在77K下n型(未退火)和P型外延片的迁移率分别为3.36105cm2/Vs和1.81103cm2/Vs,载流子浓度分别为1.091015cm-3和1.041016cm-3。     

硅中注入氮的光致发光研究

以10~(10)～10~(16)/cm~2的剂量向硅晶体中注入氮。700℃热退火后在1.1223eV处(A线)观察到光致发光,而这种效应以前仅在体掺杂晶体中报导过。详细研究了它对复合中心的退火特性及注入剂量的依赖关系。我们发现电活性的N_2不是产生缺陷结构的原因,但是与空位一填隙式氮复合物有关。     

通过介电胶膜将离子注入碲隔汞

对铟锡氧化物(ITO)和二氧化硅(SiO_2)作为碲镉汞(MCT)的胶膜的有效性作了研究。将不同厚度的ITO和SiO_2溅射到MCT样品上,然后用铝注入到样品上并用常规炉子进行退火。用卢瑟福背散射(RBS)实验研究表面因注入和退火引起的汞损失的情况。RBS结果并不表明在用介电胶膜注入期间所引起的汞的任何损失,而它的确表明,在退火期间是用SiO_2密封的样品丢失了汞而不是用ITO密封的样品丢失汞的。     

美国碲镉汞研制动态

针对取得较好传感器技术而进行的基础研究的一个关键方面是改进红外焦平面阵列用的碲镉汞(HgCdTe)材料。由于HgCdTe包括的红外波长范围很宽,Hg/Cd比率可以改变,工作温度比较适中(可在77K作而不需冷却到10～20K),因此成为改进焦平面阵列所首先要选用的材料。但如同任何新技术一样,总有其“例外”情况。就HgCdTe而言,表面缺陷仍然产生噪声。衬底质量上的缺陷也带来了连续不断的问题。其他问题还有高蒸气压和汞的固有不稳定性及HgCdTe易受高温影响等,使制造时发生问题。     

InP(100)与(111)面的特征能量损失谱

用能量为300eV的入射电子测量了InP(100)与(111)面的电子能量损失谱,识别了能量损失为15.2eV的峰对应于InP的体等离子体损失,11.7eV和8.7eV 的两个峰分别由In的体和表面等离子体损失所引起.用费米能级以上1.8 eV和 4.0eV处存在两个空态.解释了19.3eV、20.2eV、22.7eV,3.8eV和 6.0eV 几个损失峰分别对应于从In 4d芯能级和价带到上述空态的跃迁.In的体和表面等离子体损失峰的存在说明表面形成了In岛.根据同纯In样品损失谱强度的比较,估计了表面In岛所占的面积.表面In岛是氩离子刻蚀所造成,经过退火,In岛所占面积缩小,但厚度增大.InP(100)表面形成的In岛比(111)表面更不易消除.     

MOCVD法生长HgCdTe／CdTe／GaAs多层异质材料的特性研究

本文用多种方法分析MOCVD外延片的表面形貌、结晶性、界面和缺陷、组分和其均匀性,电、光性能。在15×15mm~2面积上,HgCdTe外延层表面形貌较好,为单晶。CdTe和HgCdTe外延层的半宽度为450弧度秒。界面平坦、清晰过渡层约0.12μm,几乎没有发现Ga、As的扩散,但局部有微观缺陷。X值可生长出0.1～0.8,均匀性△X=0.008,典型样品,77K下,电子浓废为1.4×10~(16)cm~(-3),迁移率为7.4×10~4cm~2/V·S,透过率约42％。     

YAG和CO_2激光对活体组织作用机制研究

一、理论分子的各种运动能级的能量关系按量子理论为△AE=△E_(?)+△E_转+△E_电,△E_电约为10°—10~(-1)ev 的数量级,由△E=hv,其λ<1μm;△E_(?)约10~(-1)—10~(-2)eV,对应入为1—25μm;△E_转为10~(-3)—10~(-4)eV,λ为25—350μm。显然,如果以红外激光照射分子,只能引起分子振——转能级状态的变化:E_(?)=(n+1/2)hcv+BhcJ(J+1)。如果照射的红外激光的频率与分子的某一振动或转动跃迁频率吻合,就会产生共振,引起分子固有偶极矩的改变,这就是红外匹配吸收的量子解释。人体有着密集的分子原子,具有许许多多很宽的固有振动频     

用常规的滑块舟液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe和退火对外延层特性的影响

在开管流动氢气的常规滑块舟系统中,在CdTe(111)A面衬底上已液相外延出Hg_(1-x)Cd_xTe(0.17≤x≤0.3)外延层。对于x=0.2的原生层,空穴浓度为10~(17)～10~(18)cm~(-3),霍尔迁移率为100～500cm~2/Vs,层的表面类似于镜面,外延层的电子微探针分析(EMPA)数据表明,外延层和衬底间的界面有陡的组分过渡,在汞压下,研究了250℃～400℃的温度范围内退火对原生层特性的影响。在400℃退火时,在接近界面处观察到组分变化。与此相反,在250℃～300℃的温度范围内退火时得到性能好的n型层,没有明显的组分变化。且在CdTe衬底的(111)A面上连续生长成双异质结Hg_(1-x)Cd_xTe/Hg_(1-y)Cd_yTe。     

半绝缘InP注硅的无包封退火

掺Fe半绝缘 InP材料室温下注入Si~+,在 650℃无包封退火15 min,辐射损伤已可消除;但是Si的充分电激活则需要较高的退火温度.无包封下即使在 750℃退火 30 min,样品表面貌相也未被破坏.用能量E=150keV注入Si~+、剂量φ为1× 10~(13)、5 × 10~(13)和1×10~(14)cm~(-2)的样品.在750℃无包封退火15min,最高载流子浓度n_s分别是8×10~(13)、3.9×10~(13)和 6.3 ×10~(13)cm~(-2),其中φ为 1×10~(13)cm~(-2)的样品,霍耳迁移率μ_n为 2100 cm~2/V·scc.     

非晶态碲镉汞薄膜的射频磁控溅射生长及其结构和光学特性

在玻璃衬底上用射频磁控溅射技术进行了非晶态碲镉汞(α-HgCdTe,α-MCT)薄膜的低温生长.采用X射线衍射(XRD)和原子力显微(AFM)技术对所生长的薄膜进行分析研究,所生长的非晶态HgCdTe薄膜表面平整,没有晶粒出现,获得了射频磁控溅射生长非晶态HgCdTe薄膜的"生长窗口".采用傅里叶红外透射光谱分析技术对非晶态HgCdTe薄膜进行了光学性能研究,在1.0～2.0μm范围内研究了薄膜的透射谱线,获得了薄膜的吸收系数(～8×104cm-1),研究了其光学带隙(约0.83eV)和吸收边附近的3个吸收区域.     

非晶态碲镉汞薄膜的射频磁控溅射生长及其结构和光学特性

在玻璃衬底上用射频磁控溅射技术进行了非晶态碲镉汞(α-HgCdTe,α-MCT)薄膜的低温生长.采用X射线衍射(XRD)和原子力显微(AFM)技术对所生长的薄膜进行分析研究,所生长的非晶态HgCdTe薄膜表面平整,没有晶粒出现,获得了射频磁控溅射生长非晶态HgCdTe薄膜的"生长窗口".采用傅里叶红外透射光谱分析技术对非晶态HgCdTe薄膜进行了光学性能研究,在1.0～2.0μm范围内研究了薄膜的透射谱线,获得了薄膜的吸收系数(～8×104cm-1),研究了其光学带隙(约0.83eV)和吸收边附近的3个吸收区域.     

InGaAsP/InP异质结双极晶体管的研究

用液相外延方法研制了InGaAsP/InP异质结双极晶体管(HBT),并研究了其直流特性。该HBT的发射区和集电区材料为InP(禁带宽度为1.35eV),基区材料为InGaAsP(禁带宽度0.95eV)。器件采用台面结构,发射结、集电结面积分别为5.0×10~(-5)cm~2、3.46×10~(-5)cm~2。基区宽度约为0.2μm,基区掺杂浓度为(2～3)×10~(17)/cm~3。在I_c=3～5mA,V_(ce)=5～10V时。共射极电流放大倍数达到30～760。符号表 q 电子电荷ε介电常数 k 玻耳兹曼常数 T 绝对温度β共射极电流放大倍数γ发射极注入效率 A_e 发射结面积 I_(ne) 发射极电子电流 I_(pe) 发射极空穴电流 I_(rb) 基区体内复合电流 I_(gre) 发射结空间电荷区产生-复合电流 I_(sb) 基区表面复合电流 I_(nc) 被集电极收集的电子电流 m_(pb)~* 基区中空穴有效质量 m_(?)~* 发射区电子有效质量 N_(Ab) 基区中受主掺杂浓度 N_(D(?)) 发射区施主掺杂浓度 N_(D(?)) 集电区施主掺杂浓度 W_b 基区宽度 L_(ab) 基区中电子扩散长度μ_(ab) 基区中电子迁移率τ_(ab) 基区中电子寿命 V_(no) 从发射区注入到基区电子的平均速度 V_(p(?)) 从基区注入到发射区空穴的平均速度△E_g 发射区与基区的禁带宽度差△E_c 异质结交界面导带不连续量△E_v 异质结交界面价带不连续量。且有:△E_c+△E_v=△E_g A_(?) 基区表面有效复合面积     

硅中离子注入层退火后残留深能级缺陷的DLTS研究

本文将DLTS测试技术用于低剂量B~+注入MOS结构,并给出了计算方法.对通过920(?)SiO_2膜、注入剂量为5×10~(11)B~+ cm~(-2),经480℃、15分钟热处理的样品测到了E_T-E_V=0.19eV,E_T-E_V=0.26eV和E_T-E_V=0.33eV三个深能级;对于1×10~(12)B~+ cm~(-2)注入,经常规热退火(950℃、30分钟)和红外瞬态退火(辐照源温1150℃,40秒)后分别测到了深能级E_T-E_V=0.24eV和E_T-E_V=0.29eV;对引入这些深能级的残留缺陷进行了讨论.     

中短波HgCdTe金属接触的退火研究

为制备良好的碲镉汞金属接触,研究了热退火处理对中短波Hg空位掺杂碲镉汞金属接触的影响。对中短波HgCdTe-Sn/Au接触及中波HgCdTe-Cr/Au接触经不同条件退火后的接触进行了测量。对于短波碲镉汞,p型HgCdTe-Sn/Au接触经95 ℃,30 min退火可降低比接触电阻2个量级,而经125 ℃,30 min退火可降低3个量级;离子注入的n型HgCdTe-Sn/Au接触则容易形成欧姆接触。对于中波碲镉汞,退火前p型HgCdTe-Sn/Au接触平均比接触电阻为10-1 Ωcm2量级,经适当条件退火可以降低3个量级;此外,Sn/Au比Cr/Au更适合作为中波HgCdTe的接触金属。因而HgCdTe金属接触可通过一定退火处理得到改善。     

中短波HgCdTe金属接触的退火研究

为制备良好的碲镉汞金属接触,研究了热退火处理对中短波Hg空位掺杂碲镉汞金属接触的影响。对中短波HgCdTe-Sn/Au接触及中波HgCdTe-Cr/Au接触经不同条件退火后的接触进行了测量。对于短波碲镉汞,p型HgCdTe-Sn/Au接触经95℃,30 min退火可降低比接触电阻2个量级,而经125℃,30 min退火可降低3个量级;离子注入的n型HgCdTe-Sn/Au接触则容易形成欧姆接触。对于中波碲镉汞,退火前p型HgCdTe-Sn/Au接触平均比接触电阻为10-1Ωcm2量级,经适当条件退火可以降低3个量级;此外,Sn/Au比Cr/Au更适合作为中波HgCdTe的接触金属。因而HgCdTe金属接触可通过一定退火处理得到改善。     

Cd0.95Fe0.05Te能隙的温度和压力效应

采用金刚石对顶砧高压装置测量了半磁半导体Cd_(0.95)Fe_(0.05)Te光吸收边的压力效应,得到其一级和二级压力系数分别为α=8.2×10~(-11)eV/Pa和β=-7.7×10~(-21)eV/Pa~2;测量了不同温度下的Cd_(0.95)Fe_(0.05)Te吸收谱,得到其能隙温度系数为α=-4.4×10~(-4)eV/K。此外,在低温下发现了一个Fe~(2+)吸收峰,根据晶体场理论判定为Fe~(2+)的~5E→~3T_1跃迁吸收峰。     

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     

高Al组分AlGaN肖特基二极管研制

制备了高Al组分AlxGal-xN肖特基二极管(x≥0.4),并且研究了该二极管在退火前后I-V特性的变化.计算了退火前后该器件的理想因子、势垒高度.退火后势垒高度由0.995 eV提高到1.1689 eV,理想因子由1.699增大为1.934,器件的接触特性得到改善,在-5V时,暗电流密度减小为1.025×10-6 A/cm2.     

InAs/GaSb II类超晶格红外探测器光敏元蚀刻表面特性

采用刻蚀技术形成台面结构的红外探测器光敏元,其表面漏电流和器件热稳定性与半导体蚀刻表面的特性密切相关。对制备的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格中波红外探测器台面蚀刻区域特性进行了研究报道。通过台面结栅控结构和快速热退火相结合的实验研究,发现热退火处理使得样品在温度80 K,偏置电压-0.05 V下的暗电流密度从2.17×10~(-7)A/cm~2上升至6.96×10~(-5)A/cm~2,并且有无退火样品的暗电流随偏置电压变化表现出明显的不同。退火导致光敏元台面侧壁电荷密度上升2.76×10~(12)cm~(-2),引起了表面漏电流的增加,利用X射线光电子能谱(XPS)发现退火后台面蚀刻区域Sb单质含量增加。