热处理GaSb衬底对近距离升华法制备CdZnTe外延膜的影响

衬底的表面质量对生长膜层的质量有重要影响,衬底表面的粗糙度、均匀性、附着物残留及氧化层均是其表面质量的评价标准。本文报道了一种热处理方法,通过近距离升华设备原位去除GaSb(001)衬底上的氧化层后用于制备CdZnTe外延膜。通过控制热处理的温度和时间,获得洁净且平整的较优衬底状态。利用原子力显微镜和X射线光电子能谱表征了热处理对GaSb衬底形貌和成分的影响,采用双晶X射线摇摆曲线对经过热处理后的GaSb衬底上生长的CdZnTe外延膜的结晶质量进行了评价。为了深入研究这种异质界面附近微观缺陷的性质和外延形成机制,还对CdZnTe/GaSb截面进行了TEM分析研究。GaSb衬底在600℃经过180 s热处理后,可以去除衬底表面大部分氧化物且相对平整,提高了CdZnTe外延膜的结晶质量,在双晶X射线摇摆曲线中的半峰全宽为94″,接近已报道的块体CdZnTe晶体的结晶质量。

Carbon Film Coating Used in CdZnTe Crystal Growth

A simple method of carbon film coating used in CdZnTe crystal growth was developed. The optimum parameters were selected. Breakdown of carbon film was commonly seen if Cd reservoir was not used in the crystal growth. The carbon film was in good condition when the vapor pressure of Cd was kept around 0.1 MPa during crystal growth.

CdZnTe光电探测器的应用研究

CdZnTe(碲锌镉)是一种性能优异的三元化合物半导体材料,与制备成本高、尺寸受限的CdZnTe体单晶材料相比,CdZnTe薄膜具有生长周期短、工艺简单、可大面积制备的优势。文章开展了电极结构、薄膜厚度及退火处理对CdZnTe光电探测器性能的影响研究。研究表明,相对于采用金(Au)电极的CdZnTe光电探测器,采用镓掺杂氧化锌(GZO)电极的CdZnTe光电探测器的灵敏度更高,响应时间更短;薄膜厚度的增加提高了CdZnTe光电探测器的灵敏度,但响应速度略有降低;退火处理提高了CdZnTe光电探测器的灵敏度,但响应速度降低,其将被广泛应用于太阳能电池、辐射探测器及医疗成像器件等领域,也可以实现光电探测功能的进一步提升。

溅射功率对CdZnTe薄膜成分和结构的影响

采用Cd0.9Zn0.1Te晶体作为溅射靶在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备出CdZnTe薄膜,研究了溅射功率对CdZnTe薄膜的成分、结构特性的影响。制备的CdZnTe薄膜是具有闪锌矿结构的多晶薄膜,沿(111)择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜沉积速率增大,薄膜结晶质量提高。采用晶体靶Cd0.9Zn0.1Te溅射CdZnTe薄膜时,无论是在何种功率下CdZnTe薄膜中的Cd原子成分均高于Te原子成分,Cd原子表现为择优溅射原子。

铝膜溅射功率对铝诱导CdZnTe薄膜结构及性能影响

采用磁控溅射法制备CdZnTe先驱薄膜/金属Al膜的层叠结构,利用铝诱导技术制备CdZnTe薄膜。通过原子力显微镜、X射线衍射、Raman光谱仪和半导体特性分析系统,研究了铝膜溅射功率对铝诱导CdZnTe薄膜结构及性能的影响。结果表明:随着铝膜溅射功率的增加,铝诱导CdZnTe薄膜表面的薄膜结晶质量、晶粒尺寸和薄膜电阻率先增大后减小。铝诱导晶化的效果与铝膜溅射功率有关,当铝膜溅射功率达到100 W,CdZnTe薄膜的晶化诱导效果最显著,薄膜结晶质量最好,晶粒尺寸最大。

控制降温对近空间升华法沉积CdZnTe薄膜形貌与结构的影响

采用场发射扫描电镜和X射线衍射技术研究了生长结束后的降温过程对以近空间升华法生长的CdZnTe薄膜形貌与结构的影响。分析了快速(炉冷,673K以上-8K/min)和慢速(-2K/min)两种降温速率下获得的CdZnTe薄膜的结构与形貌,并考察了降温中是否阻断生长源向薄膜的传质的影响。结果表明,所得到的薄膜均为闪锌矿结构,降温时薄膜的持续生长将抑制晶粒在平面内铺展而使其棱角钝化的趋势,以较慢的速率降温和降温时阻断传质均有利于提高薄膜的致密度,降低粗糙度及薄膜的织构强度。

溅射功率对Au与CdZnTe晶体接触结构和性能的影响

采用直流磁控溅射工艺,以Au为靶材在高阻半导体CdZnTe上制备导电薄膜。系统地研究了溅射功率对沉积速率、薄膜结构、组织形貌及接触性能的影响。结果表明,随溅射功率的增加沉积速率增大。I-V测试表明在高阻CdZnTe上溅射Au薄膜后不经热处理已具有良好的欧姆接触性能,溅射功率为100 W时的接触性能好于功率为40 W和70 W时的接触性能。

真空蒸发沉积CdZnTe纳米薄膜的结构与形貌

采用真空蒸发沉积技术在ITO玻璃上制备得到CdZnTe纳米晶薄膜,并利用台阶仪、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究了CdZnTe薄膜厚度、成分、结构和形貌特征。实验结果表明,薄膜在(111)面表现出明显的择优生长特性。在薄膜生长初期,纳米薄膜中存在一定程度的非晶态富集Te,但随着沉积时间延长,薄膜成分向化学计量比逼近,结构也向闪锌矿CdZnTe转变。薄膜表面形貌平整,粗糙度Ra约为2～5nm。随着沉积时间的延长,薄膜形貌由晶粒堆砌状向多晶层片连接状转变。在沉积时间分别为15、30和45min时,薄膜的厚度依次分别约为100、300和500nm,而薄膜的晶粒平均尺寸依次分别为43.15、30.81和71.94nm。

近空间升华法制备CdZnTe外延厚膜及其性能研究

采用近空间升华法在GaAs(100)衬底上外延生长CdZnTe单晶厚膜,用化学腐蚀的方法去除掉GaAs(100)衬底后,对CdZnTe外延膜上、下表面的形貌、成分、结构以及电学性能进行了表征分析。SEM和EDS的结果表明,CdZnTe外延膜表面平滑致密且膜中成分分布较均匀;红外透过成像分析的结果表明,CdZnTe厚膜中无明显的Te夹杂相;X射线摇摆曲线、PL谱的结果表明,随着薄膜厚度的增加,CdZnTe外延膜中的晶体缺陷减少,应变弛豫,结晶质量提高,通过增加膜厚可以获得高质量的CdZnTe外延膜;电学测试表明,CZT外延膜的电阻率在1010Ω·cm数量级,且具有较好的光电响应特性,可用于高能射线探测。

CdZnTe晶体表面Au电极薄膜的制备及其欧姆接触性质

为了研究不同制备工艺对电极欧姆接触特性的影响,分别采用真空蒸发法、溅射法及化学沉积法在CdZnTe晶片表面制备了Au薄膜电极,通过测试样品的SEM、I-V曲线及交流阻抗谱,研究了不同电极制备工艺及退火处理对Au薄膜电极的微观结构及欧姆接触特性的影响。结果表明化学沉积法制备的Au薄膜表面更加平整、致密,接触势垒的高度较低,电极欧姆接触特性最好。退火处理可以改善电极的欧姆接触特性,100℃退火后,化学沉积法制备的Au电极的欧姆系数由0.883提高至0.915,势垒高度由0.492降低至0.487 e V。交流阻抗谱分析表明,化学沉积法制备电极具有最低的接触势垒,这与界面处晶片表面的掺杂及缺陷的变化有关。

CdZnTe薄膜的CdCl_2退火及性能表征

采用近空间升华法制备了CdZnTe薄膜,并对其进行CdCl2退火,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外光谱仪、I-V测试仪等研究了退火对薄膜表面形貌、成分、结构以及光电性能的影响。结果表明,经过CdCl2退火后薄膜的晶粒尺寸明显增大,晶粒分布更加均匀;XRD分析结果显示,退火后薄膜的最强峰(111)峰的半峰宽变窄,薄膜沿(111)方向的择优取向明显增强;退火后薄膜的光学透过率降低,截止边红移,光学禁带宽度减小;薄膜的电阻率在退火后下降了两个数量级。

近空间升华法制备CdZnTe厚膜及其性能研究

采用近空间升华法在FTO玻璃衬底上制备CdZnTe多晶厚膜,并采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱仪、I-V测试仪等对CdZnTe厚膜的表面形貌、成分、结构以及光电性能进行分析表征。结果表明,所制备的CdZnTe膜均匀致密,随生长时间的延长,晶粒尺寸明显增大;不同厚度的CdZnTe膜均表现出沿(111)晶面的择优生长;CdZnTe厚膜的禁带宽度在1.53～1.56eV之间;电阻率在1010Ω.cm数量级,具有较好的光电响应,试制的薄膜探测器可用作计数型探测器。

碲锌镉衬底缺陷对液相外延碲镉汞薄膜结构的影响

采用红外显微镜、X射线双晶回摆衍射法、X射线貌相术对CdZnTe衬底中的沉淀相、亚结构、组分偏析等缺陷进行了研究,并对用此衬底液相外延的HgCdTe薄膜作了测试。结果显示:CdZnTe衬底中亚晶界处聚集的位错在外延生长中呈发散状向薄膜中延伸,造成了薄膜形成亚晶界和更大面积的由位错引起的晶格畸变应力区域,影响了薄膜结构的完整性。

采用(211)碲锌镉衬底制备碲镉汞液相外延薄膜

文中对(211)晶向的CdZnTe衬底进行液相外延生长HgCdTe.获得的碲镉汞液相外延材料的组分为0.30～0.33,薄膜厚度为10～15μm,表面缺陷密度为500cm-2,材料的FWHM达到24弧秒,位错腐蚀坑密度约为2×105cm-2,该材料的表面形貌与采用(111)晶向衬底的HgCdTe外延材料有较大区别.

碲锌镉缓冲层液相外延技术的研究

文章报道了采用液相外延方法,在碲锌镉衬底上进行碲锌镉薄膜缓冲层生长的情况,并且采用X光双晶衍射仪、X光形貌仪、红外傅里叶光谱仪、二次离子质谱仪等手段对碲锌镉薄膜进行了表征,碲锌镉薄膜具有较好地组分及均匀性,晶体结构质量也较好。采用碲锌镉缓冲结构生长了碲镉汞液相外延片,其碲锌镉与碲镉汞薄膜界面附近的杂质得到了有效的控制。