Морфология поверхности, кристаллическое совершенство и электрофизические параметры гетероструктур CdHgTe/CdZnTe, выращенных MOCVD-методом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние режимов подготовки подложек Cd0.96Zn0.04Te(211)B и условий осаждения методом MOCVD слоев CdxHg1-xTe на морфологию поверхности, кристаллическое совершенство и электрофизические свойства гетероструктур. Показано, что морфология, ростовые дефекты поверхности и кристаллическое совершенство слоев в значительной степени зависят от качества подготовки подложек, а электрофизические параметры слоев КРТ — от чистоты монокристаллов, из которых изготовлены подложки. Путем отбора подложек получены слои КРТ (х~0.3) c концентрацией и подвижностью основных носителей заряда р77К = (5–30) × 1015 см−3 и µ77К=200–400 см2/(В с) соответственно.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Чилясов

Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: chil@ihps-nnov.ru
Россия, ул. Тропинина, 49, Нижний Новгород, 603137

А. Н. Моисеев

Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых Российской академии наук

Email: chil@ihps-nnov.ru
Россия, ул. Тропинина, 49, Нижний Новгород, 603137

В. С. Евстигнеев

Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых Российской академии наук

Email: chil@ihps-nnov.ru
Россия, ул. Тропинина, 49, Нижний Новгород, 603137

М. В. Костюнин

Институт химии высокочистых веществ им. Г. Г. Девятых Российской академии наук

Email: chil@ihps-nnov.ru
Россия, ул. Тропинина, 49, Нижний Новгород, 603137

И. А. Денисов

Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности (АО “Гиредмет”)

Email: chil@ihps-nnov.ru
Россия, ул. Электродная, 2, Москва, 111524

А. А. Трофимов

АО “НПО “Орион”

Email: chil@ihps-nnov.ru
Россия, ул. Косинская, 9, Москва, 111538

Список литературы

  1. Mercury cadmium telluride. Growth, properties and applications / Eds. Capper P., Garland J. N.Y.: Wiley, 2011. 564 р.
  2. Lei W., Antoszewski J., Faraone L. Progress, challenges, and opportunities for HgCdTe infrared materials and detectors // Appl. Phys. Rev. 2015. V. 2. Р. 041303-1–041303-34.
  3. Dvoretsky S.A., Vasiliev V.V., Sidorov G.Y., Gorshkov D.V. HgCdTe device technology // Handbook of II-VI semiconductor-based sensors and radiation detectors / Ed. Korotcenkov G. V. 1. Materials and Technology. Ch. 15. Berlin: Springer, 2023. P. 423–463. https://doi.org/10.1007/978-3-031-19531-0
  4. Baker I., Hipwood L., Maxey C., Weller H., Thorne P. High-performance, low-cost IR detector technology // SPIE Newsroom. 2012. https://doi.org/10.1117/2.1201211.004557
  5. Madejczyk P., Gawron W., Keblowski A., Mlynarczyk K., Stepien D. et al. Higher operating temperature IR detectors on the MOCVD grown HgCdTe heterostructures // J. Electron. Mater. 2020. V. 49. № 11. P. 6908–6916.
  6. Bevan M.J., Doyle N.J., Temofonte T.A. Organometallic vapor-phase epitaxy of Hg1−xCdxTe on {211}-oriented substrates // J. Appl. Phys. 1992.V. 71(1). P. 204–210.
  7. Mitra P., Tyan Y.L., Case F.C. et al. Improved arsenic doping in metalorganic chemical vapor deposition of HgCdTe and in situ growth of high performance long wavelength infrared photodiodes // J. Electron. Mater. 1996. V. 25. № 8. P. 1328–1335.
  8. Mitra P., Barnes S.L., Case F.C. et al. MOCVD of bandgap-engineered HgCdTe p-n-N-P dual-band infrared detector arrays // J. Electron. Mater. 1997. V. 26. № 6. P. 482–487.
  9. Mitra P., Case F.C., Reine M.B. et al. MOVPE growth of HgCdTe for high performance 3–5 µm photodiodes operating at 100–180 K // J. Electron. Mater. 1999. V. 28. № 6. P. 589–595.
  10. Mitra P., Case F.C., Reine M.B. Progress in MOVPE of HgCdTe for advanced infrared detectors // J. Electron. Mater. 1998. V. 27. № 6. P. 510–520.
  11. Mitra P., Case F.C., Glass H.L. et al. HgCdTe growth on (522) oriented CdZnTe by metalorganic vapor phase epitaxy // J. Electron. Mater. 2001. V. 30. № 6. P. 779–784.
  12. Yuan W., Zhang C., Liang H., Wang X., Shangguan M. et al. Investigating the influence of CdZnTe and HgCdTe material quality on detector image performance // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2021. V. 32. P. 13177–13186.
  13. Qin G., Kong J.C., Yang J., Ren Y., Li Y.H. et al. HgCdTe films grown by MBE on CZT(211)B substrates // J. Electron. Mater. 2023. V. 52. P. 2441–2448.
  14. Котков А.П., Гришнова Н.Д., Моисеев А.Н. и др. Получение двухслойных эпитаксиальных структур на основе твердого раствора системы Cd–Hg–Te комбинацией методов ЖФЭ и MOCVD // Неорган. материалы. 2008.Т. 44. № 12. С. 1446–1452.
  15. Котков А.П., Гришнова Н.Д., Моисеев А.Н. и др. Выращивание эпитаксиальных слоев КРТ методом химического осаждения из паров металлорганических соединений и ртути на подложках CdZnTe // Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение // Тез. докл. ХIII конф. Н. Новгород: Николаев Ю.А., 2007. С. 240–241.
  16. Чилясов А.В., Моисеев А.Н., Степанов Б.С. и др. Выращивание эпитаксиальных слоев CdxHg1−xTe на подложках GaAs большого диаметра химическим осаждением из паров МОС и ртути // Успехи прикладной физики. 2013. Т. 1. № 2. С. 209–215.
  17. Tower J.P., Tobin S.P., Norton P.W. et al. Trace copper measurements and electrical effects in LPE HgCdTe // J. Electron. Mater. 1996. V. 25. № 8. P. 1183–1187.
  18. Bubulac L.O., Tennant W.E., Riedel R.A. et al. Some aspects of Li behavior in ion implanted HgCdTe // J. Vac. Sci. Technol. 1983. V. A1. P. 1646–1650.
  19. Benson J.D., Bubulac L.O., Jacobs R.N., Wang A., Arias J.M. et al. Defects and the formation of impurity ‘hot spots’ in HgCdTe/CdZnTe // J. Electron. Mater. 2019. V. 48. № 10. P. 6194–6202.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микрофотографии поверхности эпитаксиального слоя КРТ, осажденного на необработанной подложке CdZnTe(211)В (а), на обработанной в бром-метанольном растворе (0.5 об. %) (б).

Скачать (368KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Типичная морфология поверхности слоя КРТ, осажденного на обработанной в бром-метанольном растворе подложке CdZnTe(211)В (темные точки — дефекты разного размера) (а); увеличенное изображение крупного дефекта (~50 мкм) на этой поверхности (б).

Скачать (204KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии поверхности слоев КРТ на обработанных подложках CdZnTe(211)В с дефектами разного размера и двойниковыми границами.

Скачать (193KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микрофотография поверхности слоя КРТ, осажденного на обработанной подложке CdZnTe(211)А.

Скачать (261KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Микрофотографии поверхности “необработанной” подложки CdZnTe(211)В (а) и обработанной в бром-метанольном растворе (б).

Скачать (107KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025