p＋-ZnSe：N单晶薄膜的MBE生长与特性研究

研制了石英质射频激励等离子体活性氮源,将此氮源安装到国产FW-Ⅲ型分子束外延设备上,成功地生长了p型ZnSe∶N优质单晶薄膜.SIMS测量表明,薄膜中氮浓度高达～1.5×1020cm-3;PL测量表明,氮在ZnSe中形成了受主能级;C-V测量表明,净空穴浓度[Na]-[Nd]≈5×1017cm-3,达到了制备原理性蓝绿色激光二极管的要求(～4.0×1017cm-3).C-V测量的结果同时得到远红外光谱法测量数据的佐证.     

Si基大面积碲镉汞分子束外延研究

文章报道了Si基碲镉汞分子束外延(MBE)的最新研究进展。尝试用晶向偏角降低高界面应变能的方法,摸索大失配体系中位错的抑制途径,寻找位错密度与双晶半峰宽的对应关系,基本建立了外延材料晶体质量无损检测评价标准,并对外延工艺进行指导。通过上述研究,15~20μm Si基CdTe复合材料双晶半峰宽最好结果为54arcsec,对应位错密度(EPD)小于2×106/cm2,与相同厚度的GaAs/CdTe(211)双晶水平相当,达到或优于国际最好结果。获得的3 in 10μm Si基HgCdTe材料双晶半峰宽最好结果为51arcsec,目前Si基HgCdTe材料已经初步应用于焦平面中波320×240器件制备。     

MBE原位碲化镉钝化的碲镉汞长波光电二极管列阵

采用分子束外延(MBE)技术在表面生长碲化镉(CdTe)介质膜的p型碲镉汞(HgCdTe)材料,并通过离子注入区的光刻、暴露HgCdTe表面的窗口腐蚀、注入阻挡层硫化锌(ZnS)的生长、形成p-n结的B+注入、注入阻挡层的去除、绝缘介质膜ZnS的生长、金属化和铟柱列阵的制备等工艺,得到了原位CdTe钝化的n+-on-p...     

碲镉汞雪崩焦平面器件

碲镉汞雪崩光电二极管以其高增益、高灵敏度和高速探测的优点成为第3代红外光电探测器的重要发展方向之一.制备了截止波长3.56μm的雪崩光电二极管焦平面器件,面阵规模为16×16.焦平面器件在0～6V偏压下有效像元率大于90%,非均匀性小于20%.6 V偏压下NEPh约为60,过剩噪声因子为1.2.     

Hg在As激活退火中的作用

对原位As4掺杂MBEHgCdTe材料退火前后的电学性质进行了研究.原生样品以及N型退火样品的测试结果显示,随着As掺杂进入HgCdTe的同时,样品中产生了额外的Hg空位,并且在样品中引进了一种N型深能级结构.不同Hg分压下的激活退火结果显示,高温汞压下退火可以获得P型MBE HgCdTe材料.但是,真空退火结果显示As很难被激活.说明在激活退火过程中As在各个格点之间转移时,外界的Hg起重要作用.     

碲镉汞p^＋-on-n长波异质结探测器的研究

报道了HgCdTe p^ -on-o长波异质结焦平面器件的研究结果．采用由分子柬外延(MBE)和原位掺杂技术生长的P^ -on-n异质结材料，通过湿法腐蚀、台面钝化、台面金属化、铟柱制备和互连等工艺，得到了HgCdTe p^ -on-o长波异质结焦平面器件．根据，I-V实验结果和暗电流理论，拟合计算和分析了各种暗电流机制对器件性能的影响．且获得了器件的响应光谱和探测率。     

分子束外延HgCdTe薄膜As掺杂P型激活研究

报道了利用As4作为掺杂源获得原位As掺杂MBE HgCdTe材料的研究结果．利用高温退火技术激活As使其占据Te位形成受主．对原位As掺杂MBE HgCdTe材料进行SIMS及Hall测试,证实利用原位As掺杂及高温退火可获得P型MBE HgCdTe材料．     

在Si和GaAs衬底上分子束外延CdTe的晶格应变

本文利用高分辨率多重晶多重反射X射线衍射技术对分子束外延CdTe(211)B/ Si(211)与CdTe(211)B/GaAs(211)B材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的倒易点二维图,对CdTe缓冲层的应力和应变状况进行了分析.研究显示,对于一定厚度的CdTe外延薄膜,在从生长温度280℃降至室温20℃的过程中,由于和衬底存在热膨胀系数的差异,将在外延薄膜中产生热应力,使外延薄膜发生应变,并且这种应变取代了失配应变,在晶格畸变中占据主导地位.对于Si衬底,热应变表现为张应力;对于GaAs衬底,热应变表现为压应力.该研究结果对于进一步优化在大失配的异质衬底上外延同Hg1-xCdxTe材料晶格匹配的Cd1-yZnyTe材料的Zn组分具有指导意义.     

MBE生长的PIN结构碲镉汞红外雪崩光电二极管

对中波红外碲镉汞雪崩光电二极管(APD)特性进行理论计算,获得材料的能量散射因子及电离阈值能级与材料特性的相互关系,从而计算器件的理论雪崩增益与击穿电压.通过对材料特性(组分,外延厚度,掺杂浓度等)的优化,设计并生长了适合制备PIN结构红外雪崩光电二极管的碲镉汞材料,并进行了器件验证.结果显示,在10V反偏电压下,该器件电流增益可达335.     

采用ZnCdTe衬底的MBE Hg1—xCdxTe位错密度研究

报道了用MBE的方法,在ZnCdTe衬底上制备Hg1-xCdxTe薄膜的位错密度的研究结果.研究发现Hg1-xCdxTe材料的位错密度与ZnCdTe衬底的表面晶体损伤、Hg1-xCdxTe生长条件以及材料组分密切相关.通过衬底制备以及生长条件的优化,在ZnCdTe衬底上生长的长波Hg1-xCdxTe材料EPD平均值达到4.2×105cm-2,标准差为3.5×105cm-2,接近ZnCdTe衬底的位错极限.可重复性良好,材料位错合格率为73.7%,可满足高性能Hg1-xCdxTe焦平面探测器对材料位错密度的要求.