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本论文用水平推舟液相外延技术从富碲溶液中生长长波Hg1-xCdxTe薄膜。生长出的Hg1-xCdxTe薄膜组分均匀、结构完整、有较好的表面形貌,基本满足红外焦平面探测器列阵制备的需要。
分析研究了CdZnTe(CZT)衬底对Hg1-xCdxTe液相外延薄膜形貌的影响。衬底质量直接影响着薄膜的表面形貌。衬底上的包裹颗粒、晶界、孪晶等缺陷在外延生长过程中会延伸至外延层中,影响薄膜的形貌;衬底的取向偏离<111>方向0.5°以内,外延层有较好的表面形貌;衬底与薄膜间的晶格失配会导致在外延膜中产生网格线结构;衬底磨抛质量的好坏也直接影响着外延层的表面质量,不当的磨抛处理会使衬底中出现暗损伤或小点,导致外延层中出现划道和空洞。分析研究了生长工艺条件如熔源温度、Hg压控制、过冷度和降温速率等对MCT薄膜表面形貌的影响。得出500℃的熔源温度可以得到较好的表面平整度;采用HgTe补偿生长母液中的Hg损失,Hg压不平衡将使生长溶液中的Hg原子增加或减少,从而使母液相点发生移动,导致外延层组分及厚度不均匀;较小的过冷度和较慢的降温速率可以得到较好的表面形貌,而过冷度过小,外延生长驱动力小,生长速度慢,降温速率过慢,生长速度也慢,生长周期长。降温速率大于0.5℃/min时,薄膜表面会出现一些小平台。过大的过冷度和过快的降温速率会导致Te夹杂或HgTe析晶的出现,而严重影响MCT薄膜的表面形貌。