富碲碲镉汞区域相图及有关薄膜生长参数——富碲碲镉汞相图研究之二

一、前言资料[1]介绍了富碲碲镉汞液相温度的测量方法。本文在此基础上为液相外延膜生长工艺的研究提供了富碲(Hg_(1-x)Cd_x)_(1-y)Te_y区域相图。为获得消除富碲存在时的过冷效应,本文采用动力学方法进行计算。所以本工作相图数据是在大量的热分析试验的基础上取得的。所得到的液相温度曲线复盖了(Hg_(1-x)Cd_x)_(1-y)Te_y组份中x=0.05～0.10;y=0.72～0.85区域,为液相外延膜正在进行的研究提供了根据。本文为确保数据的可靠性,对相图中的三     

富Te碲镉汞母液的动态液相温度测量

掌握富Te碲镉汞母液的动态液相温度,对提高外延生长成膜率具有重要意义。本文报道在碲镉汞液相外延生长动态环境中,应用差热分析法测定母液的液相温度。动态测量会遇到许多问题:1)母液的熔化和降温生长时,汞压的变化而引起母液组分的变化2)附加汞的存在,氢气流不易控制而造成压力的变化,导致测量不易获得良好的重     

碲镉汞晶体的热处理相图

用热探针的方法测定了x=0.20和x=0.265两种材料的本征线。实验表明:在P—T相图中,x=0.265的本征线在x=0.20的本征线上面。     

碲镉汞离子注入温度研究

作为pn结成型的重要参数,离子注入温度对晶格缺陷和材料扩散的影响较大。在碲镉汞的离子注入过程中,注入温度很大程度上影响着注入区的尺寸与光刻掩膜的形貌。从离子注入工艺的温度控制出发,研究了该工艺中的束流、注入能量、接触面粗糙度等因素;结合器件的I-V曲线,探究了注入温度对碲镉汞红外探测器性能的影响。结果表明,较低的注入束流、冷却温度以及良好的导热面,可以保证实际注入温度低于光刻胶的耐受温度,从而提高工艺过程的成品率。同时,较低的注入温度对于减小暗电流及注入区扩散面积起到了一定的作用,提高了碲镉汞红外探测器光敏元的性能。     

碲镉汞富汞热处理技术的研究

利用自行研制的垂直开管富汞热处理设备,研究了碲镉汞（HgCdTe）富汞热处理技术。经富汞条件下3000C热处理和后续的常规N型热处理,As掺杂的Hg1-xCd,Te分子束外延材料中的As原子已被激活成P型受主,As原子激活率同石英管封管热处理试验的结果基本一致。对包括3in Si基衬底在内的材料退火前后表面形貌进行的比较显示,样品表面形貌可得到很好的保护。研究结果表明,碲镉汞开管富汞热处理技术可用于第三代碲镉汞红外焦平面技术所需大面积多层掺杂异质外延材料的制备。     

富碲的碲镉汞相图的理论计算以及与实验结果的比较

为了从富碲的碲镉汞[(Hg_(1-z)Cd_(?))_(1-y)Te_v,y>0.5]熔体中用液相外延法生长碲镉汞薄膜,研究富碲的碲镉汞合金的相图是十分必要的。本文用适合于富碲碲镉汞合金体系的规则缔合熔体模型(RAS模型)计算了z=0.060、0.078和0.160,而y取不同值的各种合金的液相线温度。z=0.060的液相线温度的计算值     

富碲碲镉汞合金相图的实验研究和理论计算

采用直接观察法和差热分析法测定了(Hg_(1-z)Cd_zTe)_(1-y)Te_(1-y)(y>0.5)当z=0.060,0.078和0.160时的液相线、凝固点和过冷度;用缔合溶体模型计算了相应的液相线,并与实验值进行了比较;用实验结果拟合出了混合作用参数α_(1r)(z),提出了它随z变化的表达式α_(1r)(z)=1.041+0.12z~(-1)-0.0023z~(-2)。     

碲镉汞富碲垂直液相外延技术

研究了碲镉汞富碲垂直液相外延技术.在研究该关键技术的过程中,提出了一种方法以检查外延前(Hg1-xCdx)1-yTey母液的均匀性.并且,通过减小生长腔体中的自由空间,对气体的对流和汞回流进行了抑制,及通过改进工艺过程中的温度控制方式来应对因对流和汞回流而造成的生长温度不确定性.在解决上述关键技术后,实现了碲镉汞垂直液相外延工艺的稳定性,所外延的中波碲镉汞材料的组分可重复性做到了±0.005,厚度控制能力达到了±5μm ,40×30mm2外延材料的横向组分均匀性(相对均方差)小于1.3×10-3,同生长批次材料片与片之间的组分和厚度差异分别小于0.001和1μm.在10mm线度上,表面起伏小于1μm.经热处理后,中波汞空位p型材料在77K下具有较高的空穴迁移率.另外,和水平推舟技术相比,垂直碲镉汞液相外延在提供大批量和大面积相同性能材料方面具有明显的优势,这对于二代碲镉汞红外焦平面批生产技术和拼接型超大规模红外焦平面技术的发展都具有重要的意义.     

单温区碲镉汞液相外延生长

本文首次报道单温区开管生长优质碲镉汞液相外延层,表面光亮、界面平坦清晰。组分x≤0.2时,均匀性△x=0.004,室温下红外透过率达50％以上,典型X射线双晶衍射迥摆曲线半峰宽为176arc s,原生样品呈P型。在77K下,载流子浓度为0.5～5×10~(16)cm~(-3),霍耳迁移率为2.5～4×10~2V~(-1)s~(-1)。文章还详细研究了初始过冷度△T_i对碲镉汞液相外延的影响。     

碲镉汞液相外延薄膜的应力研究

用X射线衍射方法对液相外延(LPE)技术生长的碲镉汞(MCT)外延薄膜和CdTe衬底进行了观察与分析。研究表明:MCT薄膜中存在着不同程度的应力,主要表现为晶格的扭曲(300″～1200″范围),这种扭曲致使外延膜双晶回摆曲线宽化,宽化值为100″～150″,外延膜的晶格扭曲与CdTe衬底的不完整性有对应关系。研究还表明:LPE的生长条件对外延膜中的晶格扭曲也有较大影响。本文还讨论了CdTe衬底晶格扭曲形成的因素并探究了减少外延膜晶格扭曲的方法。     

富汞开管热处理对碲镉汞性能影响的研究

本文采用富汞开管热处理设备对中波MCT材料进行N型退火,研究并解决了如何控制汞蒸气回流的问题。在相同的退火温度和退火时间,使用开管退火工艺和闭管退火工艺进行了对比实验,研究发现随退火时间的增加,两种工艺处理的芯片霍尔浓度呈下降趋势,载流子迁移率呈上升趋势。当退火温度和退火时间相同时,开管退火工艺的载流子迁移率更高。对开管退火工艺的芯片进行I V测试和器件组件最终测试,其性能较好。     

富碲组份对碲镉汞器件性能的影响

本文研究了光谱响应范围在3～5μm的蹄镉汞光导探测器材料中镉碲组份及晶体结构对器件性能的影响。认为材料中蹄镉组份的同时测定对于晶体材料品质的评价是很重要的。实验证明,在一定x值的条件下,蹄组份值一般偏向富蹄范围。当富蹄组份含量不超过或低于50.0～51.0 ％(原子)范围,蹄的含量越接近于化学计量比50.0％ (原子)时,晶体结构越趋完整。相应于晶体的电学性能也较好。反之亦然。本研究可提供筛选晶片时的依据。     

As掺杂碲镉汞富碲液相外延材料特性的研究

对富碲液相外延As掺杂碲镉汞(HgCdTe)材料的研究发现,其电学性能存在着不稳定性,材料霍尔参数的实验数据与均匀材料的理论计算结果也不能很好的吻合.通过采用剥层变温霍尔测量和二次离子质谱(SIMS)测试对材料纵向均匀性进行检测的结果显示,外延材料中的As在高温富汞激活退火过程中具有向材料表面扩散的效应,导致在表面形成了高于主体层浓度1～2个量级的高浓度表面层,并导致了AsTe受主的浓度在HgCdTe薄膜中呈非均匀分布.考虑这一效应并采用双层模型的霍尔参数计算方法后,As掺杂HgCdTe液相外延材料的电学行为得到了较好的解释,并较为准确地获得了退火后材料表面层与主体层的受主浓度及受主能级等电学参数.     

富汞热处理对碲镉汞电学性能的影响

对液相外延方法(LPE)生长的碲镉汞(HgCdTe)材料进行了闭管富汞热处理,并研究了不同的热处理时间和热处理温度对碲镉汞材料电学性能的影响。HgCdTe材料经过富汞热处理后可以有效降低材料内的缺陷尺寸和密度。该方法不仅可以降低材料内的位错密度,而且还可以完成材料P型到N型的转变。工艺中的低温热处理对HgCdTe材料的电学性能有较大影响。研究发现,随着低温热处理时间的持续增加,HgCdTe材料的载流子浓度会明显增加。而当低温热处理温度在210℃~250℃范围内变化时,若保持低温热处理时间不变,则热处理后HgCdTe材料的载流子浓度在一定范围内波动,且无明显变化。通过对HgCdTe器件进行I-V曲线测试以及最终的组件测试,发现热处理后载流子浓度在1E13~1E14cm^-3范围内的HgCdTe芯片就可以得到很好的测试结果。     

富汞热处理对碲镉汞电学性能的影响

对用液相外延(Liquid Phase Epitaxy,LPE)方法生长的碲镉汞(HgCdTe)材料进行了闭管富汞热处理,并研究了不同的热处理时间和热处理温度对其电学性能的影响.通过对HgCdTe材料进行富汞热处理可以有效降低材料内的缺陷尺寸、密度以及位错密度,并可完成材料由p型到n型的转变.工艺中,低温热处理对HgC...     

碲镉汞晶片电阻变化率的测量

碲镉汞(Hg_(1-x)Cd_xTe)三元系合金可看成是碲化镉和碲化汞组成的准二元系合金[(HgTe)_(1-x)(CdTe)_x]。由于碲、镉、汞元素各自的物理性质决定,使其合成后的晶体存在严重的不一致性,如偏离化学配比(x值不一致),晶体结构不完整,电学性能不均匀以及晶锭的不重现性等。一根晶锭不仅其轴向的一致性(指x值及电学性能)不好,而且径向各处的分布也往往是无规律的。为了得到一致性较好的晶体,制备晶体时采用过许多方法,如布里兹曼法、固态结晶法、碲溶剂法和高压回流法……等等。通过上述方法拉制的品体在制备红外探测器前,还要经     

离子注入碲镉汞

本文概述了离子注入碲镉汞的主要工作,较详细地论述了该工作的近期进展,对离子注入碲镉汞的光电性能,以及在红外探测器制造方面所取得的成就进行了综述。最后评述了国内的有关工作,并对今后的发展提出了建议。     

碲镉汞CCD

在最近举行的国际电子器件会议上,有几家公司透露在红外传感器方面获得重大的技术进展。得克萨斯仪器公司报告它们成功地用碲镉汞制得CCD。这种材料也来用制造红外前视装置的红外探测器。这样,各元件的扫描及输出信号的积分就可在器件的镶嵌     

碲镉汞探测器

美国Honeywell公司继续研制碲镉汞探测器以扩大它们的能力和系统应用。已证明长波长红外光电导碲镉汞探测器多元阵列