热处理GaSb衬底对近距离升华法制备CdZnTe外延膜的影响

作     者：李阳 曹昆 介万奇 LI Yang;CAO Kun;JIE Wanqi

作者机构：西北工业大学材料学院西安710072 辐射探测材料与器件工信部重点实验室西安710072 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2024年第53卷第10期

页      面：1705-1711页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFF0708100,2023YFF0716300) 国家自然科学基金(52102009) 陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-411) 

主　　题：CdZnTe GaSb 外延生长 薄膜 物理气相沉积 热处理 半导体 

摘      要：衬底的表面质量对生长膜层的质量有重要影响,衬底表面的粗糙度、均匀性、附着物残留及氧化层均是其表面质量的评价标准。本文报道了一种热处理方法,通过近距离升华设备原位去除GaSb(001)衬底上的氧化层后用于制备CdZnTe外延膜。通过控制热处理的温度和时间,获得洁净且平整的较优衬底状态。利用原子力显微镜和X射线光电子能谱表征了热处理对GaSb衬底形貌和成分的影响,采用双晶X射线摇摆曲线对经过热处理后的GaSb衬底上生长的CdZnTe外延膜的结晶质量进行了评价。为了深入研究这种异质界面附近微观缺陷的性质和外延形成机制,还对CdZnTe/GaSb截面进行了TEM分析研究。GaSb衬底在600℃经过180 s热处理后,可以去除衬底表面大部分氧化物且相对平整,提高了CdZnTe外延膜的结晶质量,在双晶X射线摇摆曲线中的半峰全宽为94″,接近已报道的块体CdZnTe晶体的结晶质量。