| 题名 | 异质衬底MBE HgCdTe过渡层及x射线衍射分析 |
| 作者 | 王元樟 |
| 答辩日期 | 2004-10-28 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 何力 |
| 关键词 | 分子束外延 Znte Cdte 晶向 均匀性 晶向倾角 孪晶 热应变 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 在当前大规模红外焦平面器件的研制中，高性能器件的制备需要高质量、大面积、组分均匀的碲镉汞材料。由于衬底与外延材料的晶格失配将导致大量的位错增殖，严重影响红外焦平面器件的工作性能。为获得大面积高质量的碲镉汞材料，本项工作主要围绕在3英寸异质衬底上采用分子束外延生长与碲镉汞材料晶格相匹配的II-VI族缓冲层展开研究，通过分析不同结构、生长条件对材料质量的影响因素，以指导外延材料生长，获得良好的材料性能。一、以3英寸Si基II-VI族分子束外延为重点，从晶向分析、晶体质量评价和晶体质量分布均匀性三个方面对异质衬底上的II-VI族分子束外延材料质量进行了评价：发现合适的生长条件可以有效抑制孪晶的发育，获得与Si（211）衬底相同晶向的ZnTe、CdTe外延层；通过对生长温度、束流比等生长条件进行优化，获得了的高质量、大面积的ZnTe（211）外延层和CdTe（211）外延层；发现外延层x射线衍射峰半峰宽（FWHM）有随着外延层厚度的增加而变小的趋势。二、对3英寸Si和GaAs衬底上的II-VI族分子束外延层同衬底的晶向取向差进行了测量和分析后发现：Si(211)衬底上的ZnTe[211]绕ZnTe[0-11]//Si[0-11]复合轴朝[111]倾斜, Si(211)衬底上的CdTe[211]绕CdTe[0-11]//Si[0-11]复合轴朝 [111]倾斜,GaAs(211)B衬底上的CdTe[211]B绕CdTe[0-11]//GaAs[0-11]复合轴朝[111]倾斜；外延层同衬底的晶向取向差与外延层与衬底的晶格失配度大致呈线性关系；证实了[133]峰代表的是[211]关于[111]旋转180°的[255]孪晶。三、利用高分辨率x射线衍射技术对分子束外延ZnTe/Si、ZnTe/GaAs、CdTe/Si与CdTe/GaAs材料的外延薄膜进行了倒易点二维扫描，研究了外延薄膜的应力和应变状况。并采用W.J.Bartels和W.Nijman给出的不同晶面的（Da/a）relax校正因子的计算方法，获得了CdTe外延薄膜平行衬底方向的晶格常数a//。我们发现，对于一定厚度的ZnTe外延薄膜，由于其热膨胀系数比GaAs衬底和Si衬底都要大，在从生长温度320ºC降至室温的过程中在xy面（平行于衬底）受张应力，晶面间距变小；对于一定厚度的CdTe外延薄膜，在从生长温度280ºC降至室温的过程中，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GaAs衬底，CdTe外延薄膜在xy面（平行于衬底）存在压应力，平行衬底方向晶格常数略有变小；对于Si衬底，CdTe外延薄膜在xy面（平行于衬底）存在张应力，平行衬底方向晶格常数变大。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-06-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4175]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王元樟. 异质衬底MBE HgCdTe过渡层及x射线衍射分析[D]. 中国科学院研究生院. 2004. |
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