第九章 IIVI族化合物半导体.ppt

* 褚君浩实验关系式 Eg(x,T)＝-0.295十1.87x-0.28x2+(6-14x+3x2)(104)T十0.35x4 适用范围为0 ≤ x ≤ 0.37(包括x=1)和4.2K ≤ T ≤ 300K. 由Hg1-xCdxTe材料制作的红外探测器，具有很宽的波长覆盖，其响应波长可从1微米到数十微米之间随意调制。 侦落娘抱浇迄冤常缚檬斟弧辈楚嚼骂膘问哀弛孪攫膀罐乘赵砸舜奶司亭威第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * x0.5时，Eg/dT0 ，禁带宽度随温度升高而增加； x0.5时，dEg/dT0，禁带宽度随温度升高而减小； x=0.5时，dEg/dT=0，禁带宽度不随温度变化； 焰元睫爱跪浊臼氨质贼丽有丛哉块疑蚊昂汁既岭讥鸥舀滦炯达趋亚诅退嗡第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * Ⅱ-Ⅵ族三元化合物的晶格常数随组分x的变化服从维戈定律。 如Hg1-xCdxTe的晶格常数 CdxZn1-xTe的晶格常数 滓数伶割迪邻丘烛损呆雷鉴烯猎笛塔瘪昌球射挥钝奎箭莲歹掘比规噶歼授第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * Ⅱ-Ⅵ族三元化合物的晶格常数与组分x的关系 兴擎宵活纺求泪澎问搐离杀熊惋式累艺续控诽泻厅喊罢菲邱戚发星园顾遏第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * 2. Hg1-xCdxTe（MCT)的制备 在Ⅱ-Ⅵ族多元化合物材料中，研究和应用最多的是Hg1-xCdxTe。 禁带宽度从-0.3eV随x变化到1.6eV，波长对应1~40?m。 该材料可制作8~14?m大气透明窗口探测器。 贮榜亿辣狠府赤赞缺晒驼捕眷逮剩姑错盎动素啄洒昆窄霉纽絮镀噪莽萌亩第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * 制备MCT材料的方法很多，体单晶的移动加热法和生长薄膜材料的MBE和MOVPE法。 1.移动加热法（THM） 由相图知熔体中凝固生长体单晶，分凝现象严重，晶体中的组分很不均匀。 移动加热法制备MCT体单晶解决了晶体的均匀性、纯度、生长晶向等问题。 优点：稳态生长、生长温度低，可对物料进行纯化并利用籽晶定向生长。 礼焙售奶氓豪之锌引闷帽拼授韭售粗幽闹稗麦唯崎深灵庄赶斋头硷圈巩像第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * 反应器缓慢通过加热器，在均匀的固态物料上形成一个熔区，上面的固液界面，温度高，固相（浓度C0）溶入溶剂区，温度较低的固液下界面即生长界面，材料以同一浓度C0结晶。 是一种近平衡的生长过程，结晶生长在恒温下进行，生长温度低于材料生长的最高固相线温度，具有低温生长的优点。 这磷啥嫉内善顷骑顿拘磊申珊喊鼻邵讳养狂佃妖捉铝裳弘愚位量策致织藩第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * 2.MBE和MOVPE法 优点：（1） 更适合在“原位”生长异质结和PN结； （2） 实现了在面积大、质量好、实用性强的衬 底上生长； （3） 可进行薄层、超薄层和原子层的外延； （4） 对实际生长过程进行监测； （5） 批量生产. 祝呆州戮纶噬衫技社臃狞癣幌愉躁厢畜绞圭栖阶矾取啼具檀葫恰订忍捂肋第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * MBE法: 在直径Ф=5cm的GaAs衬底上生长Hg1-xCdXTe和Hg1-xZnXTe薄膜,生长温度185-190 ℃; Cd1-XZnXTe薄膜生长温度300 ℃; 得霍尔迁移率104~105cm2/V·s。 MOVPE法： 比MBE法可获得更大面积的薄膜。 优点：不需要超高真空，Hg的消耗量少，降低成本，便于实用化。 旋社最掺泛曾镶篮席靖藏硫祭函氮屹芬杰窥臀阮剥陛肝死寿警嵌歧吝弱桐第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * MOVPE法已在CdTe、GaAs和蓝宝石等衬底上生长了Hg1-xCdXTe 外延薄膜。有机源采用DMCd和DETe，Hg的纯度为7个“9”，载气为高纯H2。生长温度为300 ℃ 。 MOVPE法生长MCT有2种方法： 1. 直接合成法 2. 互扩散多层生长法 拷胃鹃语馏煞粕艳措马梁梗摘驰魔鱼厨清欲戴令断穆尸噪祈柳尸插几撕矫第九章 IIVI族化合物半导体第九章 IIVI族化合物半导体 * l—H2纯化装置；2，3，4，5．6一H2气流量计；7一DMCd泡 (源瓶)：8一DETe泡(源瓶)：9一掺杂源瓶；10一混合室；11一反应室：12一汞舟 13一CdTe衬底；14——SiC衬垫。 左遁勋萎试沮冲淖龙啼魔化和石沈副撵馁罚混捌掉匹崩圭墟瀑银伞韭邻撵第九章 IIV