外延jjcao.com

c}≥'第15卷第2期1996年4月红外与毫米波学报J.
InfraredMillim.
WavesVo1.
15.
No.
2April.
1996Hg一CdTe液相外延薄膜的光致发光L监V褚君浩陈新强曹菊英唐文国汤定元麓Te关麓调光荧光,H商一cd,j茛相外廷.
/^/)'0一H8~采用Hg回流垂直浸渍液相外延系统生长Hg一dJe薄膜,这种系统可生长大面积、组份均匀、表面形貌好的样品,且溶液的Hg压容易控制0].
生长衬底为(111)面的CdTe或·CdZnTe,面积为18ram*20ram,采用竖直进出片、水平生长的夹具固定衬底,即样品的下降与拉起都是在竖直方向,而生长则在水平方向.
在水平方向生长可使外延层的组份和厚度均匀,而以垂直方式脱离生长溶液可以减少母液粘连口].
生长结束后,样品在富Hg气氛下原位退火6h,使材料的导电类型变为弱P型.
退火后77K时的P型载流子浓度≈1*l0cm_.
,迁移率150cm/Vs.
进行PL测试前,外延薄膜样品经抛光和腐蚀处理后,然后放入可控温的Oxford1204液氦杜瓦瓶中,用514nm的Ar+激光激发样品正表面,产生的荧光信号经抛物面镜收集后用Nicolet800傅里叶变换光谱仪分析.
2结果与讨论由于Hg一Je外延样品普遍存在着纵向组份的不均匀性.
而荧光测量反映的是样品表面的信息.
为了准确地解释实验结果,可用拟合红外透过率方法求出外延样品的表面组份,以便对PL信号进行分析.
本文1995年6月8日收到维普资讯http://www.
cqvip.
com似.
~511996年4月红外与毫米波学报J.
InfcacedMiIli血.
WavesVol.
15.
No.
2Apcil.
1996Hg1-xCdxTe法桓外廷薄膜的光致发光主玉立jV祷君浩时强曹菊英章文国汤定主〈中属科学摸上海技术物理研究所.
U外物理雷家安墨皇室雹上海.
2∞OS3)A摘要用红外光荣圭测量分析了到g,_,Cd.
Te*相外廷薄摸的发光特性,观察踹柑子及辈鳝激于发光当#廷是减薄至2多.
m后,且信号的峰位辑:肯离能jj向移稽,这是由于外廷薄摸纵向组t睡不均匀引起传-美幢部光荧光.
Hgl-:rCd,.
.
Te.
液相外廷.
主i言一时~Gire-二7人ID辛26TN21JHgl_rCda:Te是研制红外探望睡器的重要材抖,液格外延是一种较为成熟豹生沃Hg,-.
O:IxTe薄膜的工艺,目前最好佳能的512X512元红外焦平面列阵探测器就是用波相外廷Hgt_xCd.
Tε材料研梢的问,液栩外延技术现已成为各胃红外研究中的重要手段,光致发光(PU光谱测量可用于检测材料约杂质、缺陷及晶体质量,我们用垂直浸溃液θ相外延技术生盯Hg,-xO:lxTe辄并用光荧光满量方法分析了肌叫根外延样品的发光待俭,1实验内容采用Hg囹流垂直浸溃液根外延系统生妖Hg三xCdxTe薄膜这种系统可生长大面积、组份均匀、表面形貌好的样品,亘溶渡的Hg压容易控制出,生t支持底为(11)面前O:ITe或O:IZnTe.
面积为18mrnX20m血,采用竖直迸出片、水平生长韵夹具题定衬底,那样品约下降与拉起都是在竖直方向,雨生长则在水平方向,在水乎方向生挺可使外延层的组份和厚度均匀,而以垂直方式磁离生沃榕液可以减少母液粘连[巧,生t主结束后,样品在富Hg气氛下原位返火蚀,使材料的导电类型变为弱p型,退火后77瓦时约p型载流子被度户电1X10"C回寸,迁移事>150crn'jVs.
进行PL测试前,外延薄朦样品经撞光和腐蚀处理后,然后放入可按温韵.
xfocd1204液氮杜瓦瓶中.
用514n固的Ac+激光激发挥品正表霄,产生的荧光信号经掘物面镜收集活用Nicolet800傅里叶变换光谱仪分析.
z结果与讨论由于Hg'_xO:l,Te外延样品普遍存在着纵向组份的不均匀俭,丽荧光测量反族的是样品表面的信息,为了准确地解事事实验结果可用拟合红外透过事方法[4,5]求出外延样品的表面每份,以便对PL信号进行分析幸文四95年6Jl8a收到一一一→-一--一一-一-←一~一→止一-缸外与毫米波学报15卷外延薄膜在300K和77K的(a)红外透射曲线和(b)拟合得到的纵向组份分布.
Fig-1Infraredtransmissionfa)andthef~tedcomposition—in-depthprofile(b)ofp-typeHgCdTeliquidphaseepitaxialfilmat300Kand77K根据Hougen模型啪,当一束光照射到HgCdTe外延层/CdTe村底两层结构的样品表面时,其透过率,.
为TI,3一器.
㈨其中R.
、R、Rs分别是3个界面的反射率是外延层吸收率,与薄膜纵向组份分布有关啪.
HgdTe外延薄膜的纵向组份分布可表示为]z():l+4墨(±+('+)一,(2)z/Az)z)——十【'十卜一,(2)式中是外延层离开衬底的距离,0^:是拟合参数,≈与外延层表面组份有关,:与过渡区宽度有关,与外延层组份的纵向变化率有关.
这3个参数可通过拟合室温红外透过率的吸收边及本征吸收区得到嘲.
式(1)和(2)对用MBE、LPE、MOCVD等外延技术生长的Hg一e外延样品均适用.
图2p型Hg~CTe液相外延薄膜样品的变沮光荧光谱(激光功率户=100roW,样品表面组份=0.
413)Fig.
2Variah[e-temperat~xephoto[uminesceneeolP—typeHgl一Cd~Teliquidphaseepitaxialfilm(thesurfacecompositionotepilayerisj0.
413)图1(a)为PL测量使用的P型Hg一cdzTe液相外延薄膜样品在300K和771l.
Phys.
.
1989.
66,3763UBiaoJChuJH,,LiuK.
da/J.
P哉ys.
C,1995,7:29ChuJ日.
XuSQ.
TangDy.
Appl.
P句s.
Lett.
.
1983.
43,1064lX文忠.
湾土淦文,中科普呈上海技术物理庆.
1995,]2012345472期李标tHg…CdTe液相外延薄膜的光致发光978GoldJS,MyersT,GilesNC,a/.
J.
App1.
尸.
+1993,74:68669FengEC,BevanMJ,ChoykeWJ+a1.
J-船.
Phys-,1988·64:259510FuchsF+KoldlP.
SemicondSci.
Techno2.
,1992,6:71I1T0mmJW,Heriq[1~A'lxlH.
J.
C靠.
Groz~h.
1994.
138l17512CapperP,GosneyJJ,JonesCL.
eta1.
J.
Cryst.
Grou~,1985,71{57l3SherA.
etaLJ.
Vac.
Sci.
.
A,l990,8:1093PHOTOLUMINESCENCEOFHgd.
TeLPEFILMSLiBiaoChangYongChuJunhaoChenXinqiangCanJuyingTangWenguoTangDingyuan(Nat/ona/Laborato~forInfraredPhysics,ShahaiInstitute.
,TechnicalPhysicsChineseAcademySllences,Shanghai~00083.
c^)AbstractTheinfraredphotoluminescenseofHg1一cdTeLPEfilmswaspresented.
Thelocalizedexeiton(LX)andboundexeiton(BX)wereobservedfromthePLmeasuement.
Afterreducingtheepilayerthicknesstoabout2/tm,themovementofPLpeaktohigherenergysideoccurred.
whichwasascribedtothenon—uniformity0{longitudinalcompositionofHg1一Cdr1-eepilayer.
Keywordsphotolumiuescence,Hg1--xCd"re,liquidphaseepitaxy.
维普资讯http://www.
cqvip.
com2魏李标IHgl_~Cd::cTe檀裙外运薄囊的光致发光8GoldJSMyersT.
GílesNC.
"al.
J.
Aμ.
Ph:如.
1993.
74,6昌669FengEC.
BevanMJ.
ChoykeWJ.
,tal.
J.
Appl.
Phy,.
.
1988.
64,259510F也cbsF.
KoídlP.
Semic田.
dS口T,ch.
,.
ol.
,,199:1,6:7111τommJW,HermannH.
J.
Cryst.
Gro也础.
1994.
13事.
17512CapperP,G咽配yJJ.
JonesCL.
etal.
J.
Cη剧.
&明vth.
1985.
71,5713SherA.
etùl.
J.
Vac.
Sci.
T,町'hnol.
I1.
19驼,8:1093PHOTOLUMINESCENCEOFHg1-.
Cd二feLPEFILMSLíBiaoChangYongChuJunhaoChenXinqiangCaoJuyingTangW四guoTangDingyuan(NatìunalLahora阳-yforlnfraredPhYMCS~S,缸唔'hailn且lu.
teofTechnicaiPhysics.
Chi配.
.
Aαulen号cfSliS/oaπ.
ghai2oo083.
c缸=J告7AbstractTheínfraredpho出luminescenseofHg,_zCdzTeLPEfílms胃aspresented.
Theloc.
lizedexcí扭n(LX)andboundexcíton(BX)胃ereobservedfrom乞hePLmeasuement.
Afterreducingtheepilayerthíckness拍about21'm.
themovementofPLpeaktohígherenergysìde0∞urred"whichwasascribed臼thenon-uniformtyoflongitudínalco四positonofHg,-.
CdzTeepilayer.
汪eywor由photolumines四nce.
Hg'_ZCd.
Te.
líquidpl、.
aseepitaxY4