碲镉汞面缺陷抑制以及大面积分子束外延技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈路 |
| 答辩日期 | 2003-05-23 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 何力 |
| 关键词 | 分子束外延 Hgcdte 表面缺陷 均匀性 焦平面 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 近年来，为了满足现代碲镉汞焦平面技术大规模、多光谱、具有高度智能集成化的发展需要，HgCdTe分子束外延的研究重点就是制备高性能、大面积的碲镉汞材料。本课题主要围绕如何制备高表面质量、大面积HgCdTe 分子束外延材料展开研究。 HgCdTe材料的表面缺陷将严重影响探测器件的性能，为了降低表面缺陷密度，必须弄清缺陷成核机制和缺陷与生长条件的相关性。以往的研究结果往往局限在对表面缺陷的观察，缺乏不同缺陷的成核机制、不同缺陷的出现和生长条件的关系，以及如何通过优化生长条件抑制相关缺陷的产生。本研究结合HgCdTe MBE生长条件，通过SEM、EDAX、AFM等测试手段，对HgCdTe薄膜表面观察到的不同缺陷的成核和演变机制进行了分析，从大量的实验中总结和分析了生长条件、衬底表面处理等因素与不同表面缺陷的关系，获得了缺陷与生长温度、束流比的关系相图曲线。这些研究结果得到国外同行的证实和引用。目前在2英寸GaAs衬底上生长的HgCdTe材料，表面缺陷密度可以控制在100~550cm-2，平均水平为300cm-2，材料表面缺陷筛选合格率为65%。将外延尺寸扩大到3英寸后，通过生长条件的改进，表面缺陷密度和尺寸有了大幅度的改善，在直径约70mm圆内，缺陷尺寸小于10?m，密度小于300cm-2，完全满足器件的应用要求。外延材料尺寸的扩大直接面临的问题是生长温度的控制、束流的最佳配置以及组分厚度大面积均匀性。国外在生长温度测量方面作了大量研究，如利用RHEED或SE实时监测、机械接触式测温等方法达到控温的目的，但生长温度的控制精度不高，可重复性差。本课题系统地研究了生长温度的测量方法，开创性地通过增加红外吸收/加热层的方法，有效地解决了采用3英寸无In衬底的精确温度控制问题，最大温度控制偏差小于±1%。通过本项研究，建立了大面积外延技术基础，已经在外延工艺中得以应用，完全满足高质量HgCdTe的生长要求。获得的3英寸HgCdTe外延材料均匀性良好，在直径70mm圆内，组份相对偏差率为1. 2%，对应80K截止波长偏差仅为0.1?m。目前，用于制备512×1、2000×1等红外焦平面长线列器件的分子束外延材料已经完全切换为采用3英寸GaAs外延的HgCdTe材料，结果表明初步获得的器件盲元率较低，响应均匀性较好。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-06-25 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4163]  |
| 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 | 陈路. 碲镉汞面缺陷抑制以及大面积分子束外延技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2003. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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