非晶态碲镉汞薄膜的射频磁控溅射生长及其晶化过程研究

在玻璃衬底上用射频磁控溅射技术进行了非晶态碲镉汞(a-HgCdTe或a-MCT)薄膜的低温生长,获得了射频磁控溅射生长a-HgCdTe薄膜的"生长窗口"。利用X射线衍射(XRD)技术对所生长的薄膜进行分析研究,a-HgCdTe薄膜的XRD衍射为典型的非晶衍射波包。椭圆偏振光谱研究结果表明,a-HgCdTe薄膜与晶态HgCdTe薄膜的折射率和消光系数均表现出明显的差异,椭圆偏振光谱技术可以作为一种非晶态半导体的结构判定手段。在90℃～215℃范围内对非晶态碲镉汞薄膜进行了真空退火处理研究其晶化过程,其晶化温度在130℃～140℃之间。

Cd组分x对非晶态Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜暗电导的影响

利用射频溅射方法制备了非晶态Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜(x=0,0.22,0.50,0.66,1),在80 K^300 K温度范围内,研究了Cd组分x对暗电导的影响。当温度T>210 K时,随着Cd组分增加,暗电导减小;当温度T<210 K,随着Cd组分增加,则暗电导增大;当温度T=210 K时,暗电导几乎与Cd组分无关。这可能是由于随着Cd组分增加,薄膜中的缺陷增加所致。a-Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0、0.22、0.50、0.66和1)薄膜中存在扩展态电导和局域态电导,Cd组分x越大,两种导电机制的转变温度Tm也越高。在T=300 K时,利用暗电导的激活能估算出了非晶态Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜的迁移率隙Eg,随着Cd组分x增加,迁移率隙Eg微弱减小。

退火对非晶态碲镉汞薄膜稳定态光电导的影响

利用射频磁控溅射方法,在宝石衬底上制备了非晶态碲镉汞(a-HgCdTe)薄膜。对原生a-HgCdTe薄膜进行了不同退火时间和不同退火温度的热退火,在80～300K温度范围内,分别测量了原生和退火处理后的a-HgCdTe薄膜样品的稳定态光电导,研究了退火时间和退火温度对非晶态HgCdTe薄膜的稳定态光电导和激活能的影响。结果表明,原生和退火a-HgCdTe薄膜的稳定态光电导具有热激活特性;随着退火时间增加或退火温度升高,a-HgCdTe薄膜的晶化程度提高,导致光电导增大,光电导激活能降低。利用非晶-多晶转变机制讨论了实验结果。