MOCVD外延碲镉汞薄膜的生长工艺选择

金属有机化合物汽相沉积（ＭＯＣＶＤ）技术是制备用于红外焦平面阵列（ＩＲＦＦＰＡ）的高质量碲镉汞（ＨｇＣｄＴｅ）薄膜材料的重要手段。文中讨论了汞源温度、生长温度、衬底材料及互扩散多层工艺（ＩＭＰ）等因素在ＭＯＣＶＤ外延生长碲镉汞薄膜过程中的作用机理,并选择适合的生长条件获得了质量优良的碲镉汞薄膜。     

碲镉汞薄膜的有机金属化合物汽相外延生长

利用水平，常压有机金属化合物汽相外延（ＭＯＶＰＥ）装置，ＤＭＣｄ，ＤＩＰＴ及元素汞在３６０℃，采用互扩散多层工艺，通过计算机控制，在ＧａＡｓ，ＣｄＴｅ衬底上按不同条件生长碲化镉，碲化汞和碲镉汞的初步结果，包括组分，表面形态，薄膜厚度，红外透射比和电学特性等，其中有原生的和经过一定条件退火处理的结果。     

外延生长碲镉汞薄膜的现状和前景

本文简要综述了液相外延(LPE)、分子束外延(MBE)、金属有机物汽相外延(MOVPE)生长碲镉汞(MCT)单晶薄膜的工艺特点,存在的问题和发展趋势.     

碲镉汞薄膜分步化学抛光技术研究

针对碲镉汞薄膜化学抛光过程中容易产生材料组分均匀性变差、影响芯片性能的现象,提出了一种分步化学抛光技术。材料表面分析和组分分析结果表明,分步化学抛光可以降低材料表面的粗糙度,改善化学抛光材料组分的均匀性,有效地去除材料表面氧化,同时对探测器芯片性能的均匀性提升也做出了一定的贡献。     

昆明物理研究所大面积水平推舟液相外延碲镉汞薄膜技术进展

报道了近年来昆明物理研究所在富碲水平推舟液相外延碲镉汞外延薄膜制备技术方面的进展。2019年以来,突破了?120 mm碲锌镉晶体定向生长技术,使碲锌镉衬底沉积相和夹杂相密度≤5×103 cm－2,位错腐蚀坑密度（EPD）≤4.0×104 cm－2,?120 mm（111）晶圆衬底的Zn组份分布极差≤0.36%。基于碲锌镉衬底技术的进步,液相外延碲镉汞薄膜的最大生长尺寸达到了70 mm×75 mm,薄膜位错腐蚀坑密度均值为5×104 cm－2,X射线双晶回摆曲线半峰宽（DCRC-FWHM）≤35 arcsec,部分可控制到25 arcsec以下;50 mm×60 mm尺寸长波碲镉汞薄膜的厚度极差≤±1.25 μm,室温截止波长极差≤±0.1 μm,中波碲镉汞薄膜相应指标分别为≤±1 μm、≤±0.05 μm。材料技术的进展促进了制冷型碲镉汞探测器产能提升和成本的降低,也支撑了高性能长波/甚长波探测器、高工作温度（HOT）探测器以及2048×2048、4096×4096等甚高分辨率高性能探测器的研制。     

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。     

Progress in MOVPE of HgCdTe for advanced infrared detectors

This paper reviews the significant progress made over the past five years in the development of metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) for the in situ growth of HgCdTe p-n junction devices for infrared detector arrays. The two basic approaches for MOVPE growth of HgCdTe, the interdiffused multilayer process (IMP), and direct alloy growth (DAG) are compared. The paper then focuses on the progress achieved with the IMP approach on lattice-matched CdZnTe substrates. The benefits of the precursors ethyl iodide (EI) and tris-dimethylaminoarsenic (DMAAs) for controlled iodine donor doping and arsenic acceptor doping at dopant concentrations relevant for HgCdTe junction devices are summarized along with the electrical and lifetime properties of n-type and p-type HgCdTe films grown with these precursors. The relative merits of the two CdZnTe substrate orientations we have used, the (211)B and the (100) with 4°–8° misorientation are compared, and the reasons why the (211)B is preferred are discussed. The growth and repeatability results, based on secondary ion mass spectrometry analysis, are reported for a series of double-heterojunction p-n-N-P dual-band HgCdTe films for simultaneous detection in the 3–5 μm and 8–10 μm wavelength bands. Finally, the device characteristics of MOVPE-IMP in situ grown p-on-n heterojunction detectors operating in the 8–12 μm band are reviewed and compared with state-of-the-art liquid phase epitaxial grown devices.     

Growth of (111) HgCdTe on (100) Si by MOVPE using metalorganic tellurium adsorption and annealing

(lll)B CdTe layers free of antiphase domains and twins were directly grown on (100) Si 4°-misoriented toward<011> substrates, using a metalorganic tellurium (Te) adsorption and annealing technique. Direct growth of (lll)B CdTe on (100) Si has three major problems: the etching of Si by Te, antiphase domains, and twinning. Te adsorption at low temperature avoids the etching effect and annealing at a high temperature grows single domain CdTe layers. Te atoms on the Si surface are arranged in two stable positions, depending on annealing temperatures. We evaluated the characteristics of (lll)B CdTe and (lll)B HgCdTe layers. The full width at half maximum (FWHM) of the x-ray double crystal rocking curve (DCRC) showed 146 arc sec at the 8 |im thick CdTe layers. In Hg_1−xCd_xJe (x = 0.22 to 0.24) layers, the FWHMs of the DCRCs were 127 arc sec for a 7 (im thick layer and 119 arc sec for a 17 (im thick layer. The etch pit densities of the HgCdTe were 2.3 x 106 cm2 at 7 ^m and 1.5 x 106 cm-2 at 17 um.     

分子束外延锗基碲镉汞薄膜原位砷掺杂研究

报道了基于Ge衬底分子束外延碲镉汞原位As掺杂材料的研究结果,进行了As掺杂碲镉汞薄膜生长的温度控制研究;分析了As束流对材料晶体质量的影响,结合SIMS测试技术得到了As杂质掺杂浓度与束源炉加热温度的关系;并利用傅里叶红外光谱仪、X射线双晶衍射、EPD检测等手段对晶体质量进行了分析表征,结果显示利用 MBE 方法可以生长出晶体质量良好、缺陷密度低的碲镉汞薄膜;进一步研究了As杂质的激活退火工艺及不同退火条件对材料电学参数的影响。     

分子束外延碲镉汞薄膜的砷掺杂技术

Ⅴ族元素 As 在碲镉汞中具有较小的扩散系数,在非本征 p 型掺杂中得到广泛应用,在 p-on-n型高性能探测器及双色或多色探测器应用方面优势明显。对分子束外延掺 As 碲镉汞薄膜的几种生长技术的基本原理进行了简单介绍,并对各方法存在的优缺点进行了对比分析;同时对 As 杂质在碲镉汞材料中的掺杂形态、杂质激活退火工艺及杂质激活率等进行了总结分析。对 MBE As 掺杂在第三代多层膜结构器件的应用方面提出了建议。     

利用MOVPE选区外延生长InGaAsP

研究了利用低压MOVPE宽条(15μm)选区外延生长InGaAsP的性质.研究了生长速率、厚度增强因子、带隙调制、组分调制随着生长条件如掩模宽度、生长压力、Ⅲ族源流量的变化规律,给出了合理的解释.同时研究了不同Ⅴ/Ⅲ比下选择性生长InGaAsP表面尖角的性质.     

利用MOVPE选区外延生长InGaAsP

研究了利用低压 MOVPE宽条 (15μm )选区外延生长 In Ga As P的性质 .研究了生长速率、厚度增强因子、带隙调制、组分调制随着生长条件如掩模宽度、生长压力、 族源流量的变化规律 ,给出了合理的解释 .同时研究了不同 / 比下选择性生长 In Ga As P表面尖角的性质.     

HgCdTe材料及其晶体生长

HgCdTe是一种有广泛应用前景的半导体光电材料。从投资上看,它已成为仅次于Si和GaAs的第三种最重要的半导体。本文系统地介绍了HgCdTe材料的基本性质及HgCdTe的晶体生长,对液相外延生长HgCdTe晶体的理论和工艺问题作了较详细的论述。     

MOVPE生长Hg1-xCdxTe薄膜的实验研究

采用金属有机化合物汽相外延法(MOVPE)和多层膜互扩散生长工艺(IMP)在不同的生长条件下生长了许多Hg1-xCdxTe/GaAs(211)薄膜样品,并对样品进行了傅利叶红外透射(FTIR)和范德堡Hall测量;通过对许多实验数据进行系统的对比分析,总结了薄膜的生长规律,并对这些生长规律作出了理论分析,阐释了薄膜的微观生长机制.