用MOCVD法生长HgCdTe薄膜晶体

1.引言1958年Rcuhrwein提出了用金属烷基化合物制成薄膜的技术称为MOCVD法(金属有机化学汽相沉积),或称MOVPE(有机金属汽相外延)。1968年英国Hansevit开始对化合物半导体单晶的生长进行了多次试验,证实这种方法是一种高精度的薄膜生长技术。1971年Manasevit和Simpson最先报导了采用MOCVD法生长Ⅱ-Ⅵ化合物晶体     

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.     

化学气相传输法生长ZnO单晶

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶.通过控制源区和生长端的温度梯度,使用碳辅助增强质量传输效应,在无籽晶自发成核的条件下,得到了晶粒尺寸达5mm×8mm的ZnO晶体.利用长有GaN层的蓝宝石晶片作为籽晶,得到了直径32mm、厚4mm左右的ZnO单晶体.用光致发光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质并对生长的热力学过程和现象进行了分析.     

化学气相传输法生长ZnO单晶

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶.通过控制源区和生长端的温度梯度,使用碳辅助增强质量传输效应,在无籽晶自发成核的条件下,得到了晶粒尺寸达5mm×8mm的ZnO晶体.利用长有GaN层的蓝宝石晶片作为籽晶,得到了直径32mm、厚4mm左右的ZnO单晶体.用光致发光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质并对生长的热力学过程和现象进行了分析.     

气相输运法大尺寸ZnO单晶生长的传输过程控制

研究了化学气相传输法(CVT)生长ZnO单晶的传输过程、动力学和生长机理,分析了CVT法的传输机理、效率以及温场对传输速率和晶体生长的影响.利用气相-固相单晶成核和生长动力学理论研究了制约单晶生长速度和晶体质量的因素.我们得到的不同条件下ZnO单晶CVT生长的实验结果和现象与理论分析一致,获得了ZnO单晶生长的理想条件和高质量的大尺寸ZnO单晶材料.     

用微波等离子体化学气相沉积法低温生长织构多晶硅薄膜

本文报道用微波等离子体沉积／原子氢处理交互进行方法低温制备多晶硅（ｐｏｌｙ－Ｓｉ）薄膜及其结构特征和光电特性．Ｘ光衍射（ＸＲＤ）、透射电镜（ＴＥＭ）、光吸收、光电导等测量分析表明，柱状晶粒分布致密，呈现良好的（２２０）择优取向生长．锐利的光吸收边意味着样品中有很低的带尾态密度，光吸收过程主要由晶粒中电子的带间跃迁所支配．小的光电导激活能说明晶界缺陷密度低，晶界势垒小．所有这些都是由于在薄膜生长过程中引入了氢等离子体的周期性原位处理，不仅抑制了非晶态相的形成、促进了晶粒的生长及织构构造的形成     

气相输运法大尺寸ZnO单晶生长的传输过程控制

研究了化学气相传输法(CVT)生长ZnO单晶的传输过程、动力学和生长机理,分析了CVT法的传输机理、效率以及温场对传输速率和晶体生长的影响.利用气相-固相单晶成核和生长动力学理论研究了制约单晶生长速度和晶体质量的因素.我们得到的不同条件下ZnO单晶CVT生长的实验结果和现象与理论分析一致,获得了ZnO单晶生长的理想条件和高质量的大尺寸ZnO单晶材料.     

用气相化学沉积法制备光学薄膜

用气相化学沉积法制备薄膜的过程，包括薄膜制备工艺本身和制备高纯度易挥发的原始材料(有机化合物，氢化物和卤化物）以及有关化学动力学和催化剂等理论问题的研究。对气相化学沉积法的巨大兴趣是用来制备光学参数较好的薄膜。一般情况下其性能大大优于用其他方法，如真空热蒸发、阴极或磁控溅射、离子辐射以及化学方法制备的薄膜。     

用改进的气相物理输运法制备高品位CdTe单晶

以超高纯Ｔｅ和重复区熔法获得的超高纯Ｃｄ为原料,用改进的气相物理输运法制备了高质量的ＣｄＴｅ单晶．改进的ＰＶＴ有效地抑制了生长安瓶封装时产生的原料氧化和沾污,提高了生长速率和稳定性．利用电子回旋共振,光致发光等方法的测试结果表明,所获得的高品位ＣｄＴｅ单晶的中性施主杂质浓度仅为５e１４ｃｍ－３,４．２Ｋ下电子回旋迁移率高达２．５e５ｃｍ２／（Ｖ·ｓ）．     

用于产生红外脉冲的碲烯纳米片的化学气相输运生长

碲烯具有宽带吸收、高迁移率和独特的拓扑性质,在红外光学应用领域被寄予厚望。本团队利用化学气相输运方法制备了高结晶性碲烯纳米片;结合精准的端面转移技术,获得了利于光纤集成的可饱和吸收体;基于碲烯的非线性饱和吸收特性,在1.55μm波段实现了稳定的被动调Q脉冲输出,中心波长约为1558 nm,脉冲宽度约为1.44μs,重复频率在87～133 kHz范围内可调。本研究结果拓展了新型碲烯纳米材料的应用场景,为可调谐脉冲激光提供了解决方案。     

用分子束外延法生长HgCdTe双波段红外光敏二极管

本文报道了全分子束外延法生长的HgCdTe可变偏压双波段红外光敏探测器。这种台式器件,即一个n—p—n三层HgCdTe异质结构,经作现场掺杂砷形成p型,掺杂铟形成n型。器件的结构类似于异质结可变基极晶体管。在77K下获得反面照射光谱纯的双波段的探测证明了双色偏压可转换探测器的可行性。通过施加一个-250m V的偏压,选取5.2μm的截止波长(λ_(co)),量子效率(QE)为60％。施加一个+250m V的偏压,选取λ_(co)=7.9μm,量子效率QE为36％。器件的I-V特性可用简单的背对背二极管模式描述。     

MOCVD法生长HgCdTe薄膜晶体的发展趋势

本文综述MOCVD法生长HgCdTe薄膜晶体技术是生长超品格的需要,介绍了国内外的发展过程及本法的特点。目前在生长HgCdTe外延层方面存在的主要问题是外延层和衬底之间的互扩散和晶格失配。为此,在有机金属源、衬底外延工艺和生长方法上加以改进,因而发展成为:常压(标准)、低压、低温、光致、激光辅助MOCVD和化学束外延(CBE)等六种方法。     

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径40mm的大直径HgCdTe(组分x≈0.20）晶体．采用加压技术,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压,有效地避免了石英安瓶的爆裂;采用“二次配料”工艺,大大降低了生长温度;合理选择温度梯度和生长速度,获得了有较好结晶性和组分均匀性的HgCdTe晶体．分析表明：HgCdTe晶片的载流子浓度n77≤4×1014cm－3,迁移率μ77≥1×105cm2／（V*s）,少数载流子寿命值τ≥2.0μs,80K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率D为1.1×1010cm*Hz1／2／W．     

长波光导HgCdTe探测器的输运特性

测量了长波光导ＨｇＣｄＴｅ线列探测器在１．２～３００Ｋ的电阻率－温度（Ｒ－Ｔ）特性，结果表明：高性能和低性能探测元的Ｒ－Ｔ特性明显不同，前者有与正常ＨｇＣｄＴｅ材料Ｒ－Ｔ关系相似的变化规律，后者则与简并ＨｇＣｄＴｅ材料相似．探测器的性能与最大电阻温度有对应关系     

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法 ,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径 40 mm的大直径 Hg Cd Te (组分 x≈0 .2 0 )晶体 .采用加压技术 ,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压 ,有效地避免了石英安瓶的爆裂 ;采用“二次配料”工艺 ,大大降低了生长温度 ;合理选择温度梯度和生长速度 ,获得了有较好结晶性和组分均匀性的 Hg Cd Te晶体 .分析表明 :Hg Cd Te晶片的载流子浓度 n77≤ 4× 10 1 4 cm- 3 ,迁移率 μ77≥ 1× 10 5 cm2 /(V· s) ,少数载流子寿命值 τ≥ 2 .0 μs,80 K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率 D*为 1.1× 10 1 0 cm· Hz1 /2 /W.     

用Hg压促进HgCdTe的液相外延生长

具有当今先进水平的HgCdTe外延层(最适用于红外成象系统)是用液相外延法生长成,然而,在生长时必须对Hg压保持连续控制。本文提出了一种新的改进液相外延法,它利用Hg压差作为促使和保持生长的唯一推动力。用富碲溶液在严格的等温条件下生长外延层。与生长有关的机理包括在蒸汽(来自Hg存贮器)中产生过量汞,之后它与溶液结合,使溶液有效地过饱和而引起生长。图1为本方法的原理图。当Hg容器保持在温度T_1和溶液保持在温度T时,对认为系统最初是平衡的。在溶液和容器上的Hg分压等同。在容器温度升高到新的较高温T_2,而溶液保持在其原来温度T时,就产生了从容器到溶     

用卤化物输运法生长高阻掺铬GaAs缓冲层

用一个与 AsCl_3、Ga、H_2方法相似的新的卤化物输运法生长了高阻掺铬外延缓冲层。在改善表面性能和控制由铬引起的生长缺陷方面显示出了良好效果。可重复地获得薄层电阻大于10~9Ω/□的外延层。通过850℃下的退火试验对掺铬外延层的热稳定进行了估价。讨论了包括利用 CrO_2-Cl_2、CrO_3、Cr(CO)_6和 CrCl_2等试剂输运铬的各种反应。给出了由二次离子质谱测量(SIMS)的缓冲层和缓冲层-有源结构中铬浓度的分布数据。对利用光感应瞬态电流光谱学测量的这些外延层的电学性质也进行了讨论。