MCT液相外延薄膜的研制

用开管水平卧式液相外延系统在不同生长条件下生长了不同 x 值的MCT 液相外延薄膜。通过对外延生长工艺的控制,外延薄膜的表面形貌有较大改善,残留母液大为减少;外延薄膜的结构参数、电学参数和光学参数均有较大改善和提高。分析表明外延膜有较高的质量。短波材料和中波材料均已作出性能较高的器件。     

液相外延HgCdTe薄膜组分的均匀性

利用水平推舟液相外延法,以CdZnTe作为衬底,固态HgTe作为Hg补偿源,从富Te-HgCdTe溶液中外延生长大面积HgCdTe薄膜.通过选择合适的温度和生长速率,获得了组分均匀性和重复性较好的大面积长波HgCdTe薄膜.     

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 .     

HgCdTe液相外延薄膜生长及缺陷表征

液相外延是制备HgCdTe薄膜材料的一项成熟技术,大尺寸的外延薄膜是研制HgCdTe红外焦平面列阵的基础。探讨了尺寸为30mm×40mm的HgCdTe液相外延薄膜生长技术,用红外透射光谱和X光貌相技术对材料进行了评价。并对HgCdTe薄膜表面的黑点缺陷、波纹起伏等特征形貌进行了讨论,指出黑点缺陷是杂质粒子在薄膜表面形成的包裹体,而表面波纹是由生长母液中的对流引起的。     

Hg1—xCdxTe液相外延薄膜的光致发光

用红外光荧光测量分析了Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ液相外延薄膜的发光特性，观察到局域激子及束缚激子发光，当外延层减薄至２μｍ后，ＰＬ信号的峰位将向高能方向移动，这是由于外延薄膜纵向组份不均匀引起的。     

分子束外延生长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外延材料均匀性良好 ,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 ,表面形貌获得了大幅度改善 ,缺陷密度小于 30 0cm-2 ,缺陷尺寸小于 10 μm ,可以满足大规模HgCdTe焦平面列阵的应用需求     

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。     

HgCdTe分子束外延薄膜的研制

本文概要报导我们ＨｇＣｄＴｅＭＢＥ上作的最近进展。一批面积２．０－１６．６ｃｍ２，组份ｘ０．１８８－０．３０，载流子浓度７．８１×１０１４～１．０×１０１６ｃｍ－３，迁移率１．０×１０４～１．４５×１０５ｃｍ２ｖ－１．ｓ－１和ｘ射线双晶衍射半峰宽（ＦＷＨＭ）６４～１００ａｒｃｓｅｃ的Ｎ型原生ＨｇＣｄＴｅ外延膜已经得到，某些参数已接近或达到国外报导的典型值，并在国内首先研制了直径为５０ｍｍ的ＨｇＣｄＴｅ外延膜。为了评价材料的特性，用一块Ｘ＝０．２４３的外延膜经适当热处理后研制了光伏探测器试验阵列，其最好的一元探测率Ｄλ＊＝２．４４×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１（λｃ＝７．９μｍ）。     

HgCdTe外延材料批量化生产及其质量控制

经过多年研发,我司的碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器已达到批量生产的水平。优异性能的红外探测器离不开高质量的HgCdTe外延材料,外延材料的厚度及组分均匀性、表面缺陷的控制以及HgCdTe外延/CdZnTe衬底晶格匹配度是批量化生产中需要控制的关键性因素,红外探测器的批量化生产也给HgCdTe外延材料质量稳定性以及一致性的控制提出了更高的要求。本文介绍了HgCdTe外延材料批量化生产中这几项关键指标的控制,以及外延质量优化后红外焦平面性能的提升。Abstract:关键词:     

液相外延原位Au掺杂碲镉汞薄膜材料的研究

通过液相外延方法,在碲锌镉衬底上制备了原位Au掺杂碲镉汞薄膜材料,采用金相显微镜、X光双晶衍射仪、二次离子质谱仪、Hall测试、少子寿命测试等手段对Au掺杂的碲镉汞薄膜材料进行了表征,外延片的表面形貌、晶格质量等和常规的碲镉汞外延材料基本相当,少子寿命较常规材料提高至少一个量级,芯片R0A提高至少5倍,并成功制备出了截止波长为10 μm的256×256探测器芯片,响应率非均匀性为2.85%,有效像元率为99.2%。     

HgCdTe液相外延材料组分分布的红外透射光谱评价技术

对红外透射光谱法测定HgCdTe液相外延材料纵向组分分布技术进行了深入的研究.红外透射光谱的理论计算采用了王庆学提出的组分分布模型,并考虑了光穿越组分梯度区时产生的干涉效应.通过测量同一样品在不同外延层厚度下的一组红外透射光谱,该方法的有效性得到了实验验证.进一步对组分模型中参数(即外延总厚度、组分互扩散区厚度、材料表面组分和HgCdTe层组分梯度)的拟合方法进行了讨论,并确定了各拟合参数的拟合精度.结果显示,该方法可作为测定HgcdTe液相外延材料组分特性的一种有效的测试评价技术.     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

液相外延碲镉汞贯穿型缺陷研究

液相外延碲镉汞材料的贯穿型缺陷会在后续器件制备中导致多个盲元的形成。采用共聚焦显微镜对该类缺陷的深度进行了表征,并对缺陷底部的成分进行了测试。使用聚焦离子束(Focused Ion Beam, FIB)将缺陷挖开后对其进行观察。对于贯穿型缺陷较多的碲锌镉衬底外延生长碲镉汞薄膜,统计后发现碲镉汞表面的贯穿型缺陷与衬底缺陷存在一定的对应关系,因此推测液相外延贯穿型缺陷起源于碲锌镉衬底缺陷。     

HgCdTe液相外延材料组分分布的红外透射光谱评价技术

对红外透射光谱法测定HgCdTe液相外延材料纵向组分分布技术进行了深入的研究.红外透射光谱的理论计算采用了王庆学提出的组分分布模型,并考虑了光穿越组分梯度区时产生的干涉效应.通过测量同一样品在不同外延层厚度下的一组红外透射光谱,该方法的有效性得到了实验验证.进一步对组分模型中参数(即外延总厚度、组分互扩散区厚度、材料表面组分和HgCdTe层组分梯度)的拟合方法进行了讨论,并确定了各拟合参数的拟合精度.结果显示,该方法可作为测定HgcdTe液相外延材料组分特性的一种有效的测试评价技术.     

采用(211)碲锌镉衬底制备碲镉汞液相外延薄膜

文中对(211)晶向的CdZnTe衬底进行液相外延生长HgCdTe。获得的碲镉汞液相外延材料的组分为0. 30 ～0. 33,薄膜厚度为10 ～15μm,表面缺陷密度为500cm- 2 ,材料的FWHM达到24弧秒,位错腐蚀坑密度约为2 ×105 cm- 2 ,该材料的表面形貌与采用(111)晶向衬底的HgCdTe外延材料有较大区别。     

Surface Oxidative Characterization of LPE HgCdTe Epilayer Studied by X-ray Photoelectron Spectroscopy

Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｓｕｒｆａｃｅａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｐｌａｙａｄｅｃｉｓｉｖｅｒｏｌｅｉｎｍａｎｙｄｅｖｉｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉ...     

Surface Oxidative Characterization of LPE HgCdTe Epilayer Studied by X-ray Photoelectron Spectroscopy

The surface oxidative characterization of Liquid Phase Epitaxy (LPE) HgCdTe epilayer has been studied by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Scanning Electron Microscopy (SEM). HgCdTe surface is exposed by various processing steps. After measurement and analysis, we draw a conclusion that the native oxide film can be reduced and removed by the solution of lactic acid in ethylene glycol after being etched by bromine in absolute ethyl alcohol. The result shows the main optical and electrical parameters have not been changed after the treatment and the processing method given here can successfully remove the native oxides of LPE HgCdTe epilayer to obtain a clean surface. It indicates that the pre-treatment before HgCdTe surface passivation can affect the passivant/HgCdTe interface properties.     

X-ray diffraction characterization of LPE HgCdTe heterojunction photodiode material

High-resolution x-ray diffraction has been used to measure the composition difference between P and N layers in HgCdTe heterojunction photodiode material grown by liquid phase epitaxy. The composition (band gap) difference is a critical parameter in long wavelength photodiodes because it affects dark current and the formation of photocurrent collection barriers. We find that symmetric 333 reflections cannot resolve the small composition differences of interest. However, by making use of the asymmetric 246 reflection, small composition differences (0.03) can be resolved. There is good agreement between rocking curves and secondary ion mass spectroscopy composition depth profiles, both in the value of the composition difference and in the extent of compositional grading in the top layer. High-resolution x-ray diffraction shows promise as a nondestructive, relatively rapid technique for screening as-grown heterojunction material for carrier collection barriers.