HECDTE單溫區固態再結晶法生長條件研究

Abstract

近年來，在光電科學紅外線偵檢材料，有一支很重要的主流，那就是汞、鎘、碲的三 元合金(Hg Cd Te):( 以下簡稱MCT) MCT中鎘的含量( 即一般所謂的X 值) 會決定合 金能隙(energy gap)的大小, 在X 值介於0.17與1 之間時,它是一種半導體,其能隙介 於0 與1.605 電子伏特(eV)之間, 可以被用來偵測波長在0.77毫米以上的紅外線光波 。由於大氣層對於紅外線光譜在3-5 毫米,8-12 毫米二波段範圍內吸收較少, 這就是 所謂的大氣之窗(atmospheric widows)，所以一般MCT 的化學成份都是針對這二段波 長範圍而調整。應用單溫區固態再結晶法可以生長出大晶粒的Hg Cd Te單晶。本實 驗主要是探討在固態再結晶法生長單晶過程中，再結晶熱處理溫度，再結晶熱處理時 間，降溫速率與降溫到達溫度先進因素，對625℃ 到636℃ 之間, 熱處理溫度愈高, 移動率愈高, 單晶尺寸愈大載子濃度愈低。在10天到13天之間, 熱處理時間愈長, 移 動率愈高, 載子濃度愈小, 單晶尺寸愈大。在1.8℃/Hr到0.6℃/Hr之間, 降溫速率愈 電, 移動率增加, 載子濃度減低,單晶尺寸則無變化。 嚴格控制熱處理溫度, 熱處理 時間，降溫速率與降溫到達溫度等因表, 將可生長出移動率大於400cm V s , 載子濃 度約1X10 cm的Hg Cd Tc單晶。