大面积Si基CdTe复合衬底分子束外延研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈路 |
| 答辩日期 | 2005-05-23 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 何力 |
| 关键词 | 硅基 碲镉汞 分子束外延 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 在第三代红外焦平面列阵技术向大规模、高性能、高可靠的发展进程中，器件芯片与读出电路Si之间因热胀系数差异引起的内部热应力是限制焦平面器件向大规模方向发展的最大技术制约。采用与读出电路热匹配的Si基HgCdTe材料制备探测器芯片是解决上述热匹配问题的根本方案。通过外延晶格过渡的Si/ZnTe/CdTe复合衬底材料，以阻挡Si/HgCdTe之间大晶格失配产生的高密度位错。 研究解决了Si基CdTe分子束外延生长中面临的面极性控制问题、孪晶抑制问题和衬底表面低温清洁化问题。发现Si(211)面上As-Si发生50%的置换能够保证B面生长，成功获得了A、B面极性的控制方法；选取合适ZnTe低温成核层和高温CdTe缓冲层的生长条件是抑制外延层中孪晶的关键；优化衬底处理中生长和去除氧化层的工艺环节，脱氧温度可控制在780-790℃，以满足要求。 在大失配系统上，外延层相对衬底发生一定的偏转（γ）是降低体系能量的有效途径。通过人为改变衬底取向角度，系统地研究了γ与晶体质量的关系，高密度位错得到明显抑制。 运用光学显微镜、SEM、AFM和EDAX等分析手段，系统地分析了Si基CdTe外延层各种缺陷与衬底、生长条件的关系，并研究了面缺陷抑制方法。折衷选取了获得高晶体质量和良好表面形貌的合适CdTe生长条件，制备的样品表面平整度良好，背景起伏小于10nm。 通过以上研究，在国内首次采用分子束外延的方法获得了高质量大面积的Si基复合衬底材料，适用于分子束外延或液相外延制备高性能HgCdTe材料。Si基上外延的CdTe复合衬底及HgCdTe材料的双晶半峰宽最好结果均达到或优于国外报道的最好水平。所制备的3英寸Si基HgCdTe材料进行了初步器件验证，获得的HgCdTe光敏元性能与GaAs基HgCdTe材料基本一致。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-08-14 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4660]  |
| 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. 大面积Si基CdTe复合衬底分子束外延研究[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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