| 题名 | CdZnTe基HgCdTe分子束外延工艺研究 |
| 作者 | 王伟强 |
| 答辩日期 | 2012-05-10 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈路 |
| 关键词 | 碲镉汞（hgcdte） 分子束外延（mbe） 碲锌镉（cdznte） Epd |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 在新一代HgCdTe红外焦平面探测技术的发展中，甚长波红外焦平面探测器及雪崩红外焦平面探测器的研制需要低缺陷、具有多层掺杂结构的HgCdTe材料，采用CdZnTe作为衬底的分子束外延技术可以很好的满足这一要求。然而由于CdZnTe衬底存在表面处理困难、热导率差等缺点，在CdZnTe衬底上分子束外延生长HgCdTe难度非常大，本论文针对HgCdTe/CdZnTe分子束外延技术中脱氧、生长温度的测量、生长温度的控制、表面缺陷的抑制、位错的抑制等基础工艺问题进行了研究。借助RHEED原位监测工具，对比分析了不同装片工艺条件下（装片工艺过程是否在保护气体氛围中进行）CdZnTe衬底脱氧及后续外延生长CdTe的情况，发现在大气氛围下装片会引起CdZnTe衬底表面形成难以脱附的氧化层，为了确保表面氧化层的正常脱附，CdZnTe衬底的装片工艺必须全程控制在保护气氛下进行。通过温度定标实验研究了衬底表面发射率的差异以及束源炉的辐射对温度测量结果的影响，实验结果显示，CdZnTe表面和HgCdTe表面发射率的差异所带来的温度测量差别为2℃，束源炉辐射引起的温度测量偏差与衬底的温度相关，不同的衬底温度对应不同的测温偏差。由于装片工艺的限制加之CdZnTe热导率较差，难以获得稳定且均匀的生长温度，因此难以获得组分、晶体质量及表面形貌均匀一致的HgCdTe材料。实验尝试在装片工艺上作了改进，有效的改善了衬底表面温度的稳定性及均匀性，外延获得的HgCdTe外延材料均匀性得到极大提高。运用光学显微镜、SEM和EDAX等分析手段，对HgCdTe/CdZnTe表面2类缺陷与4类缺陷共存的特殊表面形貌进行了分析和研究，生长过程中生长温度的波动是导致出现2类缺陷与4类缺陷共存表面形貌的原因，严格控制生长温度避免生长过程中出现温度大幅震荡是抑制这些缺陷的关键；分析了HgCdTe/CdZnTe表面特殊的“needle defect”缺陷，初步的结果显示在“needle defects”的成核过程中Te扮演着重要的角色。研究了生长温度、Hg/Te化学配比、高温退火等生长条件对HgCdTe/CdZnTe位错的影响，实验发现，生长温度与外延层的位错密切相关，适当的提高生长温度有利于位错密度的降低，191-193℃是兼顾位错密度、表面形貌及生长速率的最佳温度；原位高温退火是进一步降低位错有效而简便的方法，合适的原位高温退火可以进一步降低HgCdTe外延材料约半个数量级的位错密度；初步的实验结果显示，Hg/Te化学配比与HgCdTe外延层的位错有很大的相关性，生长面缺Hg往往与低位错密度相联系，而生长面富Hg则往往导致较高的位错密度。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5498]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王伟强. CdZnTe基HgCdTe分子束外延工艺研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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