Hg1-xCdxTe/Cd1-zZnzTe的X射线反射率及半峰全宽的动力学研究

X射线衍射摇摆曲线的计算机模拟是一种获得材料晶体质量参量的有效方法，其中材料本征摇摆曲线的计算是计算机模拟的基础。用X射线动力学理论计算了Hg1-xCdxTe和Cd1-zZnzTe本征反射率曲线，并研究了组分、膜厚分别对本征反射率和半峰全宽的影响。结果表明Hg1-xCdxTe和Cd1-zZnzTe的本征反射率和半峰全宽与材料组分和厚度有明显的依赖关系，且该依赖关系取决于X射线在材料中的散射和吸收的相对强弱。薄膜的厚度也是直接影响本征摇摆曲线峰形、半峰全宽和反射率的重要因素，当薄膜厚度小于穿透深度时，表征本征反射率曲线的各个参量均与薄膜厚度有直接的关系。对于(333)衍射面，碲镉汞材料厚度大于7μm后，本征反射率和半峰全宽将不再发生明显变化。     

B+注入HgCdTe外延材料的红外透射光谱分析

运用多层模型和膜系传递矩阵以及非线性二乘法，模拟了B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱，结果表明B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱能够很好地理论再现，并由此获得了结区的自由载流子浓度分布、迁移率、面自由载流子浓度以及折射率和消光系数等相关参量，所得结果与微分Hall法测试的结果是一致的.计算结果也表明B+注入HgCdTe导致红外透射率变化的根本原因是注入层的高载流子浓度的等离子效应改变了该层的折射率和消光系数.     

液相外延HgCdTe薄膜组分均匀性对红外透射光谱的影响

用多层模型和膜系传递矩阵计算了HgCdTe/CdZnTe外延薄膜的红外透射光谱，结果表明组分扩散区主要影响透射光谱的干涉条纹和透射率小于10％的区域，而组分梯度区则影响吸收边斜率．横向组分波动也将影响透射光谱的吸收边斜率，当组分均方差小于0.005时，横向组分波动对透射光谱影响可以忽略．用新的组分分布模型计算了HgCdTe/CdZnTe液相外延薄膜的理论透射光谱，并运用非线性二乘法使理论曲线能够很好地与实验结果吻合，从而获得了更加可信的HgCdTe外延薄膜的纵向组分分布和厚度参数．     

HgCdTe外延薄膜临界厚度的理论分析

基于在任意坐标系内应力与应变的关系、晶体弹性理论和位错滑移理论，研究了生长方向分别为［111］和［211］晶向，HgCdTe外延薄膜临界厚度与CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的关系. 结果表明，HgCdTe外延薄膜临界厚度依赖于CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的变化. 对于厚度为10μm，生长方向为［111］晶向的液相外延HgCdTe薄膜，要确保HgCdTe/CdZnTe无界面失配位错的前提条件，是CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的波动必须分别在±0.225‰和±5‰范围内；而对于相同厚度，生长方向为［211］晶向的分子束外延HgCdTe薄膜，CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的波动范围分别为±0.2‰和±4‰. 关键词： HgCdTe/CdZnTe 临界厚度 位错滑移理论 失配位错     

Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延薄膜的X射线衍射

采用高分辨X射线衍射的方法,研究了Hg1 - x Cdx Te液相外延材料的X射线衍射摇摆曲线和晶格常数随外延层厚度的变化关系.实验观察到了组分互扩散效应对摇摆曲线和材料晶格常数的影响.衬底与外延层之间的互扩散区约为2～3μm,在此区域,摇摆曲线半峰宽变窄,表明从衬底扩散来的Zn元素降低了界面处的位错密度.通过测量晶格常数随厚度的变化,得到了Cd组分的纵向分布,表面组分低,越靠近衬底组分越高,组分分布呈非线性变化,符合指数衰减关系     

HgCdTe钝化过程中形成的镶嵌结构及其热处理效应

通过高分辨X射线衍射仪中的二维点阵研究了溅射的CdTe介质膜对HgCdTe外延层的影响.发现在高溅射能量下沉积的钝化膜由于应力的作用,HgCdTe晶片出现弯曲及大量镶嵌结构,而这种镶嵌结构可通过合理的热处理工艺消除.     

Hg1－xCdxTe分子束外延薄膜晶格参数与组分关系的研究

高分辨率x射线衍射技术被应用于Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格 参数的测量及其晶格应变状态的研究，研究发现Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜 内既存在正应变也存在剪切应变. 通过应用晶体弹性理论，对Hg_1-xCd_x Te分子束外延薄膜的应变状态进行了定量的分析与计算，获得了Hg_1-xCd _xTe 分子束外延薄膜在完全弛豫状态下的晶格参数，从而得到了Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格参数与组分的关系，该关系符合Vegard’s定律，而不是早期研究所给出的Hig gins公式. 研究还发现，根据对称衍射测量所得到的(224)晶面间距，可直接计算出Hg _1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格参数，并用Vegard’s定律确定组分的方 法，可作为估算Hg_1-xCd_xTe分子束外延材料组分的常规技术，其 组分的测量误差在0.01左右. 关键词： 1-xCd_xTe薄膜')" href="#">Hg_1-xCd_xTe薄膜 晶格参数 组分 应变     

Hg1-xCdxTe液相外延薄膜的X射线衍射

采用高分辨X射线衍射的方法,研究了Hg1-xCdxTe液相外延材料的X射线衍射摇摆曲线和晶格常数随外延层厚度的变化关系.实验观察到了组分互扩散效应对摇摆曲线和材料晶格常数的影响.衬底与外延层之间的互扩散区约为2～3μm,在此区域,摇摆曲线半峰宽变窄,表明从衬底扩散来的Zn元素降低了界面处的位错密度.通过测量晶格常数随厚度的变化,得到了Cd组分的纵向分布,表面组分低,越靠近衬底组分越高,组分分布呈非线性变化,符合指数衰减关系.     

异质结构的应变和应力分布模型研究

基于组合杆的平衡条件，分别建立了晶格失配、热失配以及由两者共同导致的异质结构应变 和应力分布模型，并获得了异质结构的晶格失配应变、热失配应变、弯曲应变以及曲率半径 的分析解. 同时，运用所建的模型，计算了HgCdTe/CdZnTe异质结构的应变和应力分布.结果 表明：应力最大值均在界面处，而中性面仅是材料厚度和弹性参数的函数，与晶格失配、晶 格弛豫、热失配等参数无关，且该异质结构的曲率半径是衬底厚度的函数，随衬底厚度的减 小而减小，而要保证HgCdTe/CdZnTe器件在液氮温度下不发生断裂，衬底的厚度必须大于临界值. 关键词： 异质结构 应变分布模型 应力分布模型 晶格失配     

Hg1-xCdxTe液相外延薄膜的X射线衍射

采用高分辨X射线衍射的方法,研究了Hg1-xCdxTe液相外延材料的X射线衍射摇摆曲线和晶格常数随外延层厚度的变化关系.实验观察到了组分互扩散效应对摇摆曲线和材料晶格常数的影响.衬底与外延层之间的互扩散区约为2～3μm,在此区域,摇摆曲线半峰宽变窄,表明从衬底扩散来的Zn元素降低了界面处的位错密度.通过测量晶格常数随厚度的变化,得到了Cd组分的纵向分布,表面组分低,越靠近衬底组分越高,组分分布呈非线性变化,符合指数衰减关系.