用常规的滑块舟液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe和退火对外延层特性的影响

在开管流动氢气的常规滑块舟系统中,在CdTe(111)A面衬底上已液相外延出Hg_(1-x)Cd_xTe(0.17≤x≤0.3)外延层。对于x=0.2的原生层,空穴浓度为10~(17)～10~(18)cm~(-3),霍尔迁移率为100～500cm~2/Vs,层的表面类似于镜面,外延层的电子微探针分析(EMPA)数据表明,外延层和衬底间的界面有陡的组分过渡,在汞压下,研究了250℃～400℃的温度范围内退火对原生层特性的影响。在400℃退火时,在接近界面处观察到组分变化。与此相反,在250℃～300℃的温度范围内退火时得到性能好的n型层,没有明显的组分变化。且在CdTe衬底的(111)A面上连续生长成双异质结Hg_(1-x)Cd_xTe/Hg_(1-y)Cd_yTe。     

以兰宝石为衬底的Hg_(1-x)Cd_xTe高优质红外光伏探测器

在过去几年内,外延HgCdTe已成为许多战略和战术成象系统所选用的红外探测器材料。一些作者报导了用以液相外延法制备的Hg_(1-x)Cd_xTe/CdTe异质结探测中红外波长(3～5μm)。成为Hg_(1-x)Cd_xTe外延层以合理成本生产的主要障碍是缺乏大的外延性质衬底。CdTe的金相与Hg_(1-x)Cd_xTe相容,因此,自然会选择它作为衬底材料。然而CdTe由于大单晶不易制取、机械强度低(易碎)和导热性差,它的优点被抵消。而且用当前最有效的布里奇曼法生长的材料,其结晶度和纯变也远不如Si或Ⅲ-Ⅴ     

利用Hg压控制生长溶液的Hg_(1-x)Cd_xTe滑移接触液相外延

制备均匀的接近完整的Hg_(1-x)Cd_xTe单晶非常困难,其主要原因是Hg的蒸汽压高。然而,用外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄层得到基本上质量较高的材料却具有很大的潜力。采用一种新的、开管、水平滑移接触型液相外延(LPE)生长工艺,在这种工艺中,利用Hg压控制生长溶液,并证明了生长溶液的组份得到了高度的控制。在CdTe衬底上生长了Hg_(1-x)Cd_xTe的液相外延层,用光学输运测量和电子显微镜探针测量,进一步证实了外延层的高质量。薄层厚度均匀,通过改变过冷度或生长时间,层厚在5到40微米间变化。在原生长位置上退火的样品,77K下测量的结果是:电子载流子浓度低至8.6×10~(15)/厘米~3,电子的霍尔迁移率可达到2.8×10~5厘米/伏·秒。     

CdTe衬底中微细孪晶对Hgl-xCdxTe液相外延层的影响

本文首次报导了作为 Hg_(1-x)Cd_xTe 液相外延衬底的 CdTe 晶片中存在着狭窄的微细孪晶,其宽度由数十微米到数微米。这些微细孪晶在液相外延过程中将向Hg_(1-x)Cd)_xTe 外延层延伸,形成相应的 Hg_(1-x)Cd_xTe 微细孪晶,从而导致外延层表面出现细长的直线线痕,程度不同地破坏了 Hg_(1-x)Cd_xTe 液相外延层表面的平整性和光洁度。     

用分子束外延法生长的Hg_(1-x)Cd_xTe制作的红外光电二极管

用分子束外延(MBE)方法在Cd Te(111)B衬底上生长了0～20μm厚.具有器件品质的Hg_(1-x)Cd_xTe(0.26相似文献   

Te溶剂法生长Hg_(1-x)Cd_xTe晶体及纵向组分均匀性研究

通过对Te溶剂法长晶机理研究,改进了Te溶剂的长晶工艺,获得了纵向x组分均匀的Hg_(1-x)Cd_xTe晶体。这些晶体符合原始化学配比。经一次热处理后,它们的载流子浓度大部分小于1×10~(15)cm~(3),使Te溶剂法生长Hg_(1-x)Cd_xTe晶体的成品率由原来的5～10%提高到60～80%,用这些晶片已制备出高性能的红外探测器。     

用溅射淀积法外延生长优质Cd_xHg_(1-x)Te薄膜

采用汞蒸汽等离子体阴极溅射技术,已同时在几种CdTe衬底上(总面积为20cm~2)外延生长了Cd_xHg_(1-x)Te薄膜。薄膜在加热到310℃的衬底上生成,其淀积速率为0.6μm.h(总厚度≤30μm)。采用不同的实验方法对薄膜的结晶学特性进行了分析,这些方法包括:反射X-射线形貌、衍射分布图的半值宽度(FWHM)测量、透射电子显微镜分析(TEM)和卢瑟福反向散射分析(RBS)。TEM法,摆动曲线和RBS的结果揭示出薄膜具有很高的结晶学质量(外延层内的位错密度接近10~4cm~(-2))。在4K和300K之间测量了Cd_xHg_(1-x)Te外延层的霍耳系数。衬底温度为285℃时淀积的外延层(镉的组分为0.23,厚度16μm),在77K测量的结果是:载流子浓度n大约为2.7×10.(16)cm~(-3);霍耳迁移率为64000cm~2·V~(-1·S~(-1)。当镉的组分为0,31时(外延层厚度为18μm),则得到n=1.6×10~(16)cm~(-3);霍耳迁移率为16000cm~2·V~(-1)·S~(-1)。淀积出来的外延膜在双温区炉子内的汞气氛中退火后,其电学性质得到改善。n型外延膜的电子迁移率提高到接近用非最佳退火参量得到的体材料的水平。     

用普通滑移舟LPE生长Hg_(1-x)Cd_xTe和退火对外延层性能的影响

在开管H_2气流系统中,利用普通滑移舟,在(111)A CdTe衬底上;液相外延生长出Hg_(1-x)Cd_xTe(0.17≤x≤0.3)外延层。用这种方法生长的x=0.2的外延层,空穴浓度在10~(17)—10~(18)厘米~(-3)范围,霍耳迁移率在100—500厘米~2/伏秒范围。外延层的表面似镜面一般,电子显微探针分析(EMPA)得到的外延层的数据表明:在外延层和衬底之间的界面处,有陡变的成份转变。也研究了在250—400℃温度范围内的Hg过压条件下,退火对生成层性能的影响。观测在400℃退火后界面附近组份的变化。与此相反,在250—300℃温度范围内退火,得到了性能良好的n型层,未出现明显的组份变化。同时论证了可以在(111)A CdTe衬底上连续生长Hg_(1-x),Cd_xTe/Hg_(1-y)Cd_yTe的双异质结构。     

Hg_(1-x)Cd_xTe的液相外延

本文介绍用平拉装置,在大气压力下,用富Te生长液,在面积达到2厘米×3厘米的CdTe衬底上,外延生长n型和p型Hg_(1-x)Cd_xTe晶体,能很好控制x值为0.2、0.3和0.4的Hg_(1-x)Cd_xTe晶体的生长,对其生长层的半导体特性进行了测量。     

长波Hg1—xcdxTe液相外延材料的研制及其特性

在改进的开管液相外延生长系统中用富碲母液已经重复地长出了长波(8～14μm)Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延层。在外延过程中低温区的纯汞能够起到维持系统的汞压平衡和调整母液组份的作用,系统的温度分布、两温区降温的同步性及生长过冷度△T是液相外延Hg_(1-x)Cd_xTe的重要参量。通过对Hg_(1-x)Cd_xTe外延层的组份、结构分析和原生片的电参数测试表明,所生长的长波Hg_(1-x)Cd_xTe外延材料质地十分优良。文章最后还对Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延生长中的几个常见问题进行了简要的讨论,其中最重要的是应努力改善CdTe衬底的质量。     

兰宝石上的高质量CdTe外延膜

用有机金属汽相淀积法(OMCVD)在CdTe上外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe已试制成功。这种令人鼓午的结果表明:向研制大规模低成本生产这种重要的红外探测器材料迈出了重要的一步。然而,要成功地实现这种器件生产法就需要有高质量大面积CdTe衬底。用生产块体单晶CdTe来提供这种衬底太贵,对满足这种需要不大可能。另一种方法是在现成的衬底上生长CdTe薄外延层,其后再生长Hg_(1-x)Cd_xTe。首先研究用OMCVD法生长Ⅱ-Ⅳ化合物的是Manasevit和Simpson。在此初步研究     

Hg_(1-x)Cd_xTe外延层的生长和性质

本文研究了在开管滑移系统中由富Te溶液生长较低x值(0.2—0.3)的碲镉汞(Hg_(1-x)C_(dx)Te)外延薄层问题。提出一种具有独到特色的半封闭滑移接触系统,使我们有可能在大气压下生长出低x值的材料。采用Cd_(1-y)Zn_yTe和Hg_(1-x)Cd_xTe衬底替代CdTe衬底,改善了薄膜的质量。讨论了衬底的影响和生长过程,同时给出位于较低温度处的固相线。原生外延层是p型的,77K时,空穴浓度约为1×10~(17)厘米~(-3),空穴迁移率为300厘米~2伏~(-1)秒~(-1),过剩少子寿命为3毫微秒。     

Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延层表面交错直线线痕的形貌分析

以CdTe为衬底的Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延层表面边角处时常出现交错直线线痕,其所及之处破坏了表面的光洁度和平整性.对交错直线线痕进行了研究分析,并首次提出CdTe衬底中交错位错排的存在,导致Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延层表面交错直线线痕的形成,再现性实验充分证明了这一推断的正确性。     

Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管表面漏电流的减少

在表面形成一层宽带隙外延层,可以减少Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te光电二极管的表面漏电流。在CdTe衬底上,液相外延由p-Cd_xHg_(1-x)Te(x>0.2)/p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te组成双层Cd Hg Te外延层。77K下,经范德堡霍尔测试,得到空穴载流子浓度和迁移率分别为9×10~(15)cm~(-3)和6×10~2cm~2V~(-1)s~(-1)。首先去除p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te上面直径为100μm的宽带隙层,然后再向p-Cd_(0.2)Hg_(0.8)Te中扩铟而形成p-n结。77K下,有宽带隙层和无宽带隙层光电二极管的R_0A乘积分别为9.1Ωcm~2(λ_c=11μm)和2.0Ωcm~2(λ_c=10μm),这就证实了宽带隙层钝化层起到了减少表面漏电流的作用。     

Hg_(1-x)Cd_xTe/CdTe外延层特性的研究

本文报道在CdTe衬底(111)面上用开管滑移系统从富Te溶液中液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜的结果。我们用精心设计的石墨舟,准确定向的衬底,以及好的外延技术,得到了具有光亮表面的外延层。实验发现,外延层表面的光亮程度与CdTe衬底的取向偏离[111]的程度密切相     

富碲溶液中Hg_(1-x) Cd_xTe的外延生长

本文评论用开管式水平滑移装置从富碲溶液中液相外延(LPE)生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜。讨论与富碲溶液LPE生长有关的现象和相关曲线,以及在制备探测器级Hg_(1-x)Cd_xTe中所遇到的问题。本文也涉及LPE生长层的电学和光学特征。     

高性能背面光照Hg_(0.78)Cd_(0.22)Te/CdTe(λ_(截止)=10微米)平面型二极管

在Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0.22)外延层上制备了平面型红外光电二极管。Hg_(1-x)Cd_xTe外延层是用液相外延技术在CdTe衬底上生长。用离子注入法形成n~ -p结区。测得二极管的R_0A乘积在40K时为～10~5欧厘米~2,在20K时为～10~7欧厘米~2。据认为,这些R_0A值是所报导的具有相近截止波长约HgCdTe光电二极管的最高值。发现,在77～40K之间二极管的R_0A受产生-复合电流的限制。还分析了电场板极偏压对二极管性能的影响。     

利用分子束外延方法在GaAs衬底上制备CdTe单晶薄膜

利用分子束外延方法在国内首次在(100)GaAs衬底上可控制的获得了(100)和(111)两种晶向的CdTe外延层。X光的衍射结果表明外延层为单晶薄膜。光荧光的半峰宽为10meV左右。本文研究了生长条件对外延层晶向的影响。发现,GaAs衬底表面的平整度和洁净度是影响外延层晶向的两个关键因素。我们已在所得到的CdTe缓冲层上成功地生长出Hg_(1-x)Cd_xTe单晶薄膜。     

Hg1—xCdxTe重力分离研究

通过实验证实了Hg_(1-x)Cd_xTe熔体中存在HgTe与CdTe之间的重力分离。理论分析表明,Hg_(1-x)Cd_xTe熔体中的HgTe粒子服从玻尔兹曼分布律,HgTe粒子的质量为4.07×10~(-18)g(在835℃)。     

Hg_(1-x)Cd_xTe MIS器件的C-V特性

测量了阳极氧化和ZnS双层介质结构的Hg_(1-x)Cd_xTe MIS器件的C-V特性。基于Kane模型并考虑了碲镉汞导带非抛物性和载流子简并效应,进行了理论计算,高频情况下还考虑了少子在反型层中的再分布。对各种组份(x=0.2～0.56)的N型和P型Hg_(1-x)Cd_xTe MIS器件进行了变频(f=20～10MHz)和变温(T=26～200K)C-V测量。对于x=0.3的器件,测得其固定正电荷密度为8～10×10~(11)cm~(-2),80K下慢界面陷阱密度为4～10×10~(10)cm~(-2),最小界面态密度为1.7～2×10~(11)cm~(-2)·eV~(-1)。