(111)晶向碲锌镉晶片双面腐蚀的对比

通过对材料减薄,并采用红外透射显微镜观察的手段,实现了对A面和B面腐蚀坑的同时观察.结果发现采用标准腐蚀剂在同一晶片的(111)A和(111)B面上形成的腐蚀坑大都不存在对应关系,深度腐蚀的实验也发现,表面腐蚀坑所对应的缺陷只局限于10μm的表层内,这表明大部分腐蚀坑所对应的不是通常认为的穿越位错.进一步分析的结果表明,不同腐蚀剂形成的腐蚀坑所对应的缺陷有可能是不同类型的位错,甚至也可能起源于微沉淀物,通常将碲锌镉材料的腐蚀坑所对应的缺陷简单地归结为材料的位错是缺乏实验依据的.     

碲锌镉材料腐蚀坑及其缺陷特性研究

跟踪观察了Everson腐蚀剂在碲锌镉晶体(111)B面形成的腐蚀坑的形貌特征和空间延伸特性,并分析了各种腐蚀坑所对应的缺陷的特征.研究表明:碲锌镉材料的腐蚀坑具有三角锥型坑、平底三角坑、彗星状腐蚀坑和不规则腐蚀坑4种类型,其中三角锥型坑的坑尖又有5种不同的空间取向.彗星状腐蚀坑、三角锥型坑和不规则腐蚀坑具有定向移动特性.这表明这类腐蚀坑所对应的缺陷与材料的位错相关,但其穿越深度都不超过18μm,即缺陷同时具有局域化的特性.没有观测到平底三角坑的空间延伸特性,其所对应的缺陷可能是材料中的微沉淀缺陷.研究还发现:对于不同样品,各类腐蚀坑的数量和比例可有很大差异.而且,有些腐蚀坑所揭示的缺陷在被观察位置已经消失.因此,简单地用腐蚀坑密度(EPD)来描述碲锌镉材料表面缺陷密度和性能是不准确的.     

碲锌镉表面腐蚀坑所对应缺陷的特性研究

文中通过使用Nakagawa、Everson、EAg1和EAg2四种常用腐蚀剂对碲锌镉材料的腐蚀 坑空间分布特性进行研究,结果显示, 20μm厚的(111)晶片A、B面上的腐蚀坑在空间位置上不存在对应关系,这表明腐蚀坑所对应的缺陷不是具有穿越特性的位错。腐蚀坑的空间局限性特征和热处理后腐蚀坑密度(EPD)减少等实验结果表明,腐蚀坑更有可能对应某种微沉淀物缺陷,将目前常用腐蚀剂的EPD作为碲锌镉材料的位错密度是缺乏实验依据的。     

(112)B碲锌镉衬底表面Everson腐蚀坑与材料缺陷的关系

通过研究碲锌镉衬底(112)B面缺陷腐蚀坑和(111)B面缺陷腐蚀坑之间的关系,揭示了(112)B面腐蚀坑与材料缺陷之间的关系.结果显示,Everson腐蚀剂在碲锌镉材料(112)B面上揭示的棒状腐蚀坑起源于材料中的体缺陷,或由延伸缺陷腐蚀坑在缺陷终止后演变而成,三种典型形状的锥形腐蚀坑分别来自延伸方向为<110>、<...     

碲锌镉衬底晶向对碲镉汞薄膜表面形貌的影响

利用定向仪对原生晶片及加工后的碲锌镉衬底的晶向进行比较,观察不同晶向衬底液相外延碲镉汞薄膜的表面形貌,考察了衬底晶向偏差对液相外延碲镉汞薄膜表面形貌的影响。通过进一步的追踪碲锌镉衬底在加工过程中的晶向变化,研究衬底晶向变化的原因和解决方法。研究发现,碲锌镉晶体在初次定向切割后的加工过程中晶向会发生明显变化,而在厚度减薄较大的粗磨工艺后不会发生较大晶向偏差,因此,可将粗磨后衬底的再次定向结果作为进一步筛选碲锌镉衬底的依据,以保证液相外延碲镉汞薄膜的质量。     

长波碲镉汞薄膜外延用碲锌镉衬底筛选方法研究

主要报道了用于提高液相外延(Liquid Phase Epitaxy, LPE)长波碲镉汞薄膜质量的碲锌镉衬底筛选方法研究。通过对碲锌镉衬底的锌组分、红外透过率、沉淀/夹杂、位错密度、X射线形貌像和X射线衍射半峰宽等参数进行全面测试以及对外延后碲镉汞薄膜的X射线形貌像和X射线衍射半峰宽进行测试评估,发现目前X射线形貌像和锌组分是影响LPE长波碲镉汞薄膜用碲锌镉衬底的重要参数。结果表明,锌组分处于4.2%～4.8%之间、形貌像衍射强度高且均匀性好是长波碲镉汞薄膜外延用衬底的理想选择。     

碲锌镉晶体常用腐蚀剂的坑形特性研究

大面积、高质量碲锌镉单晶是制备碲镉汞红外焦平面器件的理想衬底材料,而腐蚀法是常用的揭示碲锌镉晶体缺陷和评价晶体质量的方法之一。对碲锌镉晶体常用的Nakagawa、Everson、EAg1和EAg2四种腐蚀剂在碲锌镉材料（111）晶面上的腐蚀坑坑形进行了研究,结果发现,EAg2腐蚀剂在（111）B面上的腐蚀坑为平底坑,Everson腐蚀剂在 (111)B面上产生的腐蚀坑包括平底坑和带有不同倾斜方向坑底的三角锥形坑,进一步的研究还表明,三角锥形坑并未沿着坑底的倾斜方向向下延伸。实验中也首次观察到了EAg腐蚀剂的黑白平底坑。对常用腐蚀剂的坑形特性研究,将有助于更好地利用腐蚀剂开展碲锌镉材料缺陷研究和晶体质量评价工作。     

碲锌镉晶片双面磨抛加工表面损伤层研究

介绍了碲锌镉晶片双面磨抛机的工艺过程和原理,研究了双面磨抛工艺中磨抛液粒度、抛光压力、抛光液流量和工作台转速对晶片表面损伤层深度的影响.     

碲锌镉晶体第二相夹杂物特性研究

高质量的碲锌镉单晶是制备碲镉汞红外焦平面器件的理想衬底材料,然而目前碲锌镉材料中的第二相夹杂物严重制约着晶体的质量.根据红外透射形貌的描述和表征,碲锌镉晶体的常见夹杂物被分成了五类,并在此基础上讨论了各自的形成机制,A、B和C类夹杂物与化学配比及其变化密切相关,而D和E类夹杂物与源材料中或者在生长工艺控制过程中氧含量相关.进一步的研究表明大尺寸、高密度的Te夹杂物将会严重降低红外透过率,同时腐蚀坑密集分布在与Cd夹杂对应的六重对称线上,该结果揭示了第二相夹杂物会产生其他缺陷的增殖,但夹杂物引起的应力影响区域是局限的.     

碲锌镉晶片表面精密抛光系统研究

介绍了表面抛光的工艺过程和技术原理,对影响抛光质量的关键部件抛光盘主轴和承载器进行分析研究。通过抛光压力精密控制,抛光结果满足晶片表面平坦化要求。     

HgCdTe外延材料表面腐蚀坑特性的研究

文中对Schaake[ 1 ]和Chen[ 2 ]两种腐蚀剂在{111}B的HgCdTe外延材料上形成的腐蚀坑特性进行了研究。通过实验确定了两种腐蚀剂的最佳腐蚀时间,实验结果发现两种方法都在外延材料表面产生了两种不同类型的腐蚀坑, Schaake腐蚀坑是一种为三角形,另一种为腰果状,而Chen腐蚀坑是侧向腐蚀面坡度不同的两种三角形。实验进一步证明Chen的较陡三角形腐蚀坑和Schaake的两种腐蚀坑具有位错腐蚀坑的特性,并且我们发现大部分位错具有穿越特性,而且位错线方向与〈111〉方向具有一定的角度。实验观察发现,宏观缺陷附近的腐蚀坑密度会有比较大的增值。     

InSb(111)A面腐蚀坑成因分析

采用光学显微镜和光学轮廓仪分析了InSb晶片(111)A面经特定腐蚀剂腐蚀后出现的两种特征腐蚀坑,并通过多次腐蚀试验观察了这两种腐蚀坑形貌的演变。从理论上对腐蚀坑形貌的成因进行了分析,结果显示1类特征腐蚀坑的成因是由于晶片固有的位错缺陷,2类特征腐蚀坑可能是由于晶片表面存在一定深度的损伤层引起的。     

Traces of HgCdTe Defects as Revealed by Etch Pits

The characteristics of defects in HgCdTe liquid-phase epitaxy (LPE) epilayers were investigated by using Schaake’s and Chen’s etches. By tracking the etch pits (EP), two kinds of threading dislocations with <110> and <211> orientations were observed for the first time in HgCdTe LPE epilayers. They are ascribed to perfect 60 deg dislocation and Shockley partial screw dislocations. The kinds of dislocation etch pits revealed by Schaake’s and Chen’s etches were experimentally confirmed to be correlated one-to-one. In addition to the threading dislocation etch pits, another kind of etch pits without the threading feature was also observed using both etch methods. The density of the nonthreading etch pits increases in the regions close to epilayer-substrate interfaces, scratched areas, and melt droplets. The etch pit density (EPD) varies from 10⁴ cm⁻² to 10⁷ cm⁻² from sample to sample or at different places on the same sample, indicating that they are correlated to stresses and should be considered in the assessment of HgCdTe epilayers.     

Etch pit characterization of CdTe and CdZnTe substrates for use in mercury cadmium telluride epitaxy

A new etch system is described which produces pits on the technologically important B face of (111) and (211) CdTe and CdZnTe which are commonly used in mercury cadmium telluride (MCT) epitaxy. A ratio of approximately 10 wide: 1 deep is achieved with this etch allowing its use without removing excessive material. Examples of the use of this etch are given and a comparison is made with the Nakagawa, A face etch system which is in common use to characterize this family of materials. A screening protocol is discussed which integrates the use of etch pitting into the manufacture of substrates for use in epitaxial MCT applications. Comparisons are made between CdZnTe substrates grown using the horizontal and vertical Bridgman techniques.     

HgCdTe外延材料的缺陷腐蚀特性

通过对Schaake和Chen腐蚀剂在HgCdTe外延材料(111)B面腐蚀坑特性的研究,揭示了HgCdTe液相外延材料中的缺陷特征及其密度分布规律.深度腐蚀实验显示外延材料中确实存在着通常认为的具有定向穿越特性的穿越位错.将两种腐蚀剂作用于同一样品后发现,Schaake和Chen腐蚀剂形成的具有穿越特性的腐蚀坑有一一对应的关系.除了穿越位错外,在两种腐蚀方法揭示出的腐蚀坑中都还存在着一种不具备穿越特性的腐蚀坑,两者在密度分布以及界面处密度增值方面具有相同的特性,但前者在宏观缺陷附近密度出现明显的增值,而后者则没有出现类似的现象.     

HgCdTe外延材料的缺陷腐蚀特性

通过对Schaake和Chen腐蚀剂在HgCdTe外延材料(111)B面腐蚀坑特性的研究,揭示了HgCdTe液相外延材料中的缺陷特征及其密度分布规律.深度腐蚀实验显示外延材料中确实存在着通常认为的具有定向穿越特性的穿越位错.将两种腐蚀剂作用于同一样品后发现,Schaake和Chen腐蚀剂形成的具有穿越特性的腐蚀坑有一一对应的关系.除了穿越位错外,在两种腐蚀方法揭示出的腐蚀坑中都还存在着一种不具备穿越特性的腐蚀坑,两者在密度分布以及界面处密度增值方面具有相同的特性,但前者在宏观缺陷附近密度出现明显的增值,而后者则没有出现类似的现象.     

Molecular beam epitaxial growth of HgCdTe on CdZnTe(311)B

A series of n-type, indium-doped Hg_1−xCd_xTe (x∼0.225) layers were grown on Cd_0.96Zn_0.04Te(311)B substrates by molecular beam epitaxy (MBE). The Cd_0.96Zn_0.04Te(311)B substrates (2 cm × 3 cm) were prepared in this laboratory by the horizontal Bridgman method using double-zone-refined 6N source materials. The Hg_1−xCd_xTe(311)B epitaxial films were examined by optical microscopy, defect etching, and Hall measurements. Preliminary results indicate that the n-type Hg_1−xCd_xTe(311)B and Hg_1−xCd_xTe(211)B films (x ∼ 0.225) grown by MBE have comparable morphological, structural, and electrical quality, with the best 77 K Hall mobility being 112,000 cm²/V·sec at carrier concentration of 1.9×10⁺¹⁵ cm⁻³.