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

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. В. Чилясов

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

Author for correspondence.
Email: chil@ihps-nnov.ru
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, 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
Russian Federation, ул. Тропинина, 49, Нижний Новгород, 603137

И. А. Денисов

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

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

А. А. Трофимов

АО “НПО “Орион”

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

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Micrographs of surface of CdTe epitaxial layer deposited on untreated CdZnTe(211)B substrate (a), and treated in bromine–methanol solution (0.5 vol.%) (b).

Download (368KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Typical surface morphology of CdTe layer on bromine–methanol treated CdZnTe(211)B substrate (a); enlarged image of large defect (~50 µm) on this surface (b).

Download (204KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Micrographs of CdTe layer surfaces on treated CdZnTe(211)B substrates with defects of various sizes and twin boundaries.

Download (193KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Micrograph of surface of CdTe layer deposited on treated CdZnTe(211)A substrate.

Download (261KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Micrographs of untreated (a) and treated (b) CdZnTe(211)B substrate surface.

Download (107KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences