| 题名 | HgCdTe材料p型掺杂及相关电学性质 |
| 作者 | 魏青竹 |
| 答辩日期 | 2008-05-29 |
| 文献子类 | 博士 |
| 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 Hgcdte 电学性质 少子寿命 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 碲镉汞分子束外延P型砷掺杂问题的研究是国际上的研究热点，也是现代碲镉汞焦平面技术的关键技术，具有较强的应用价值。本文围绕As掺杂技术，讨论了裂解炉的使用条件、掺杂模型和As掺杂材料的电学性能。同时分析了Si基HgCdTe材料电学特性，并与GaAs基HgCdTe材料进行了比较。1. As裂解阀炉掺杂技术研究发现，当裂解炉裂解区/源区温度为750/283℃时，掺杂浓度随阀值可以在1×1017cm-3(30%)和3×1020cm-3(65%)之间线性变化。掺杂浓度随衬底温度升高而降低。As裂解阀炉掺杂均匀性很好，符合大面积3英寸掺杂的要求。2. 研究结果发现，As原位掺杂过程中伴随有Hg空位和AsHg产生。通炉掺杂结果和裂解炉掺杂结果相同，As的存在形式相同，As4原子簇团模型较难成立。As4原子簇团模型较难成立。AsHg-VHg和最近邻的一个VHg结合，形成补偿特性的结构，可以在一定程度上解释实验结果。300℃/16h+240℃/48h开管退火，As可达到100%激活，可以应用于3英寸HgCdTe材料。掺杂浓度高于1018cm-3的情况下激活效率明显下降。As原子从金属格点转移到Te格点反应过程可以解释激活过程果，而且Te扩散过程也在激活过程中起作用，有时甚至起主要作用。随着载流子浓度提高，迁移率减小。在载流子浓度小于1016cm-3情况下，Hg空位材料和As掺杂材料在相同载流子浓度情况下迁移率一致。载流子浓度高于1016cm-3情况， As掺杂样品比Hg空位样品迁移率大很多。HgCdTe材料组分越低，As的掺杂浓度越低。长波As掺杂HgCdTe材料，As为浅能级杂质，受主能级满足Ea=8.4-2.2*10-5（Na-Nd）1/3(meV)关系。非本征区，Hg空位样品SR再结合中心能级Et约在价带顶30meV处，再结合中心起电荷吸引作用，有类施主性质。As掺杂激活样品的少子寿命随着载流子浓度升高少子寿命减小，辐射再结合是主要再结合机制。As掺杂材料少子寿命与国外报道结果一致。As掺杂激活样品的少子寿命比Hg空位掺杂样品高2-10倍。少子寿命低会导致作为光伏探测器的探测率下降。所以As掺杂HgCdTe材料优于Hg空位掺杂材料，是MBE原位生长多色红外探测器的首选材料。3. Si基HgCdTe材料在同浓度条件下，迁移率相对于GaAs基HgCdTe材料偏低。Si基和GaAs基HgCdTe材料少子寿命基本一致，SR再结合中心性质没有差别。散射缺陷可能不是复合中心，器件结阻抗和位错密度相关性很小，具体关系有待进一步研究。改进分子束外延生长工艺提高HgCdTe质量，从而进一步提高迁移率，是Si基外延研究的关键。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4858]  |
| 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 | 魏青竹. HgCdTe材料p型掺杂及相关电学性质[D]. 中国科学院研究生院. 2008. |
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