HgCdTe外延薄膜结构特性研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王庆学 |
| 答辩日期 | 2005-04-27 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 杨建荣 |
| 关键词 | Hgcdte X射线衍射 红外光谱 临界厚度 应变和应力分布模型 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 随着第三代HgCdTe红外焦平面技术的发展，对外延材料结构特性的研究提出了更高的要求，本研究工作的目的是希望能在这方面加深对HgCdTe材料的了解。在基础理论方面，运用X射线动力学理论，研究了HgCdTe/CdZnTe本征反射率和半峰宽与材料组分、厚度的关系，结果表明：反射率和半峰宽均取决于X射线散射和吸收的竞争。在此基础上完成了组分不均匀HgCdTe材料X射线反射率的理论计算，结果表明：横向组分波动和纵向组分不均匀均导致摇摆曲线峰值下降和半峰宽展宽。另外运用在任意坐标系内应力与应变的关系和位错滑移理论，计算了HgCdTe外延薄膜的临界厚度，结果表明：HgCdTe外延薄膜的临界厚度与衬底和外延薄膜的组分密切相关。在理论研究的基础上，运用HRXRD技术对HgCdTe外延材料的结构特性进行了评价。首先，采用HRXRD技术，完成了对HgCdTe外延材料应变状态的测量和分析，进而求得了LPE和MBE-HgCdTe薄膜晶格参数与组分的关系，均符合Vegard’s定律。另外，分别用双轴衍射半峰宽法、Williamson-Hall plot和Pseudo-Voigt函数法对LPE-HgCdTe薄膜的位错密度作了评估，结果表明：用HRXRD技术可以直接得到HgCdTe薄膜的位错密度，并且三种方法所获得的位错密度是一致的。采用HRXRD 表征了LPE-HgCdTe/CdZnTe，结果表明：薄膜晶体质量直接依赖于界面晶格失配，外延层的DAD-FWHM随晶格失配的减小而变窄，导致晶格失配面分布差异的原因是CdZnTe组分面分布的不均匀性。 用HRXRD表征了B+注入HgCdTe外延薄膜的辐射损伤，结果表明：对于能量和剂量分别为150keV、1014/cm2的离子注入，注入层内主要形成点缺陷；而对于能量和剂量分别为180keV、1015/cm2的离子注入，在注入层内将形成扩展缺陷。另外，模拟了B+注入HgCdTe外延薄膜的双轴摇摆曲线，结果表明：当采用PV函数和Lorentzian函数时，理论模拟能够很好地与实验结果相吻合，注入区的应变分布与B+浓度分布相似。红外透射光谱也是评价HgCdTe结构特性的有效手段。采用多层模型、膜系传递矩阵以及非线性二乘法，从理论上完全再现了LPE-HgCdTe薄膜红外透射光谱的实验结果，进而获得了HgCdTe外延薄膜的纵向组分分布。另外，模拟了B+注入HgCdTe外延薄膜的红外透射光谱。结果表明：实验红外透射光谱能够很好地理论再现，根据拟合结果可获得结区的载流子浓度分布、迁移率等相关参数。论文最后部分基于组合杆的平衡条件，建立了晶格失配、热失配以及由两者共同导致的异质结构应变和应力分布模型。另外，运用在任意坐标系内应力与应变关系，建立了具有各向异性的异质结构热失配应变和应力分布模型。并将模型应用于HgCdTe/CdZnTe和HgCdTe/CdTe/GaAs异质结构，从而获得了这两种异质结构的弯曲特性。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-07-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4288]  |
| 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 | 王庆学. HgCdTe外延薄膜结构特性研究[D]. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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