Cd补偿垂直布里奇曼法生长Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体

采用传统垂直布里奇曼法和Cd补偿垂直布里奇曼法,分别生长出两根尺寸为φ30mm×130mm的Cd0.9Zn0.1Te晶锭。测试了晶体的结晶质量、成分分布、位错腐蚀坑密度(EPD)、红外透过率及电阻率。结果表明,Cd补偿垂直布里奇曼法生长的晶体结晶质量好、成分分布均匀、EPD低、红外透过性能好且电阻率高。这说明Cd补偿垂直布里奇曼法是一种生长高阻值CZT晶体的优良方法。

Cu/Ag导电薄膜与高阻CdZnTe的接触性能研究

采用射频磁控溅射法在高阻Cd0.9Zn0.1Te上制备了Cu/Ag导电薄膜,通过测量I-V曲线来评价接触性能。讨论了溅射功率和衬底温度对接触性能的影响,结果表明在两种不同功率下制备的薄膜不经过热处理已具有良好的欧姆接触性能,随着衬底温度的升高欧姆接触性能有所下降。通过对衬底的表面处理降低了表面漏电流。对试样进行退火处理使接触性能有所改善,退火温度在300℃时的接触性能要好于420℃。利用红外透过率来验证了退火温度范围及所选择加热衬底温度对高阻Cd0.9Zn0.1Te衬底没有影响。

Cd0.9Zn0.1Te晶体中的In掺杂研究

采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）和光致发光的手段研究了In在Cd0.9Zn0.1Te晶体中的分布及存在状态,浓度测试结果表明，In的分凝特性受生长条件影响很大，沿晶体轴向有效分凝因数在0．19到0．5之间变化。对高电阻和低电阻In掺杂Cd0.9Zn0.1Te晶体光致发光强度与温度依赖关系的研究表明，高电阻晶体D^0X峰存在两个热激活能2．8meV和21meV，低电阻晶体A^0X热激活能为3．4meV。分析认为In掺杂导致的自补偿效应是导致掺杂效率低下的原因。

Cd在Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体中的有效扩散系数与扩散激活能

为了计算Cd在Cd0.9Zn0.1Te(CZT)晶体中的有效扩散系数DCd与扩散激活能QCd,利用Cd在CZT晶体中的扩散特性,设计了在不同Cd压下对CZT的退火实验,推导出了晶体电阻率与Cd有效扩散系数之间的函数关系,经过计算,首次获得了在1073K,973K和873K温度时Cd原子在CZT晶体中的有效扩散系数DCd,分别为1.464×10-10cm2/s,1.085×10-11cm2/s和4.167×10-13cm2/s。将扩散数据经过拟合后得到了Cd原子在CZT晶片中有效扩散系数的表达式:2.33×exp(–2.38eV/kT)(873K^1073K),其中扩散激活能QCd为2.38eV。

Te溶剂-Bridgman法Cd_(0.9)Mn_(0.1)Te晶体生长习性研究

采用Te溶剂-Bridgman法生长了尺寸为Ф30 mm×60 mm的Cd0.9Mn0.1Te∶In晶锭,通过淬火得到了生长界面形貌。测试了晶片在近红外波段的透过率和电阻;采用化学腐蚀的方法观察了晶片中位错,Te夹杂和孪晶界;采用光学显微镜和红外成像显微镜观察了生长界面处附近的形貌。测试结果表明,晶锭中部结晶质量较好的晶片红外透过率达到60%,电阻率达到2.828×1011Ω.cm。位错密度在106cm-2数量级,Te夹杂密度为1.9×104cm-2,同时孪晶密度明显低于Bridgman法生长的晶锭。生长界面宏观形貌平整,呈现微凹界面。但由于淬火过程的快速生长,界面微观形貌发生变化,呈现不规则界面,并在界面附近形成富Te相的包裹。

稀释磁性半导体Cd_(0.9)Mn_(0.1)Te晶体的退火改性

运用缺陷化学原理近似计算了Cd0.9Mn0.1Te晶体的点缺陷浓度,得到了晶体成分与理想化学计量比偏离最小时的退火条件。利用该退火条件,指导了Cd0.9Mn0.1Te晶体的两温区退火实验,并分析了退火对晶片性能的影响。结果表明:在973 K,Cd气氛下对Cd0.9Mn0.1Te晶片退火140 h后,晶片(111)面的X射线回摆曲线的FWHM值由退火前的168.8''降至108'',红外透过率由退火前48%提升到64%,接近晶体的理论透过率,电阻率也由退火前的2.643×105Ω.cm提高到4.49×106Ω.cm。由此可见,对生长态的Cd0.9Mn0.1Te晶体进行退火实验能提高晶体的结晶质量,补偿晶体的Cd空位点缺陷,使晶体成分接近理想的化学计量比。

溶剂熔区移动法制备Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体及性能研究

用溶剂熔区移动法制备了掺In的Cd0.9Zn0.1Te晶体,晶体生长温度800℃,温度梯度为20℃/cm,生长速度0.4 mm/h。测试了晶体的Te夹杂情况、红外透过率图谱、I^V特性曲线和PICTS特性,并以1115℃下用VB法生长的掺In的Cd0.9Zn0.1Te晶体做为参照,对比了两者性能。结果表明,溶剂熔区移动法制备的晶体Te夹杂的密度和体积百分比比VB法晶片低,但是Te夹杂的尺寸要比VB法晶体大;溶剂熔区移动法晶体的红外透过率比VB法晶体高;溶剂熔区移动法晶体电阻率比VB法晶体高了一个数量级;PICTS测试发现,溶剂熔区移动法晶体内主要的缺陷密度低于VB法晶体。

In气氛退火对Cd(0.9)Zn(0.1)Te材料电阻率的影响研究

在不同温度条件下对Cd0.9Zn0.1Te晶片进行In气氛退火热处理,显著提高了Cd0.9Zn0.1Te材料的电阻率。通过实验测量和理论建模计算,得到了1 073、1 023和973K条件下In原子在Cd0.9Zn0.1Te晶片中的扩散系数分别为4.25×10-9 cm2·s-1、9.02×10-10 cm2·s-1和2.17×10-10 cm2·s-1,并且拟合出了1 073~973K范围内扩散系数和温度之间的函数关系表达式D（T）=2.15×exp（-1.9/k0T）及频率因子D0等数据。最后,对实验结果进行了简要的对比和分析解释。

溶剂熔区移动法生长In∶Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体的性能研究

采用溶剂熔区移动法生长出掺In的Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体。测试了晶体轴向Zn含量分布,并对晶体的头部和中部进行了Te夹杂相、红外透过率、I-V特性曲线和PL谱图的对比测试。结果表明:头部晶体的Zn含量、红外透过率和电阻率均大于中部;而头部晶体的Te夹杂尺寸、杂质和缺陷含量均小于中部。

Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体的Cd气氛扩散热处理研究

将生长得到的Cd0.9Zn0.1Te晶体在Cd气氛下及不同的温度条件下进行了退火处理.借助已建立的退火处理过程中Cd1-xZnxTe晶体材料电阻率及导电类型变化和扩散杂质的扩散系数之间关系的模型,结合实验数据,获得了1073K,973K和873K下Cd在Cd0.9Zn0.1Te晶体中的扩散系数,并估算了其激活能.通过使用获得的扩散系数,研究了在不同温度及饱和Cd气氛下,退火时间对Cd0.9Zn0.1Te晶体电阻率分布及导电类型等的变化的影响.