摻In CdZnTe晶體生長(zhǎng)研究.pdf

1、Cd<,1-x>Zn<,x>Te晶體有著廣泛的用途，生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)性能好，電學(xué)性能好的高質(zhì)量Cd<,1-x>Zn<,x>Te晶體一直是人們研究的熱點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高Cd<,0.9>Zn<,0.1>Te晶體的質(zhì)量，本文利用有限元模擬分析了晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的熱應(yīng)力，以模擬結(jié)果為依據(jù)設(shè)計(jì)了優(yōu)化的晶體生長(zhǎng)工藝。運(yùn)用控制變量的方法實(shí)驗(yàn)研究了富Te環(huán)境下In摻雜CdZnTe晶體生長(zhǎng)中不同Te附加量和摻In量對(duì)晶體電學(xué)性能的影響，重點(diǎn)討論分析了不同摻In量與

2、晶體電阻率、載流子濃度及遷移率之間的關(guān)系，獲得了適合制備高阻In摻雜CdZnTe晶體的In摻雜量參數(shù)，得出了以下結(jié)論： 1、通過(guò)有限元模擬軟件ANSYS對(duì)CdZnTe晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的熱應(yīng)力分布進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明，石英管變徑處、晶體與石英管壁的連接處附近晶體的熱應(yīng)力值較大，溫度梯度對(duì)生長(zhǎng)的晶體內(nèi)部熱應(yīng)力影響顯著。最大的熱應(yīng)力值隨著溫度梯度的增加而增大。在溫度梯度為10K/cm時(shí)，晶體主體部分的熱應(yīng)力分布最均勻；對(duì)不同石英

3、管頂端角的石英管一晶體系統(tǒng)在結(jié)晶結(jié)束位置處的熱應(yīng)力模擬結(jié)果表明：頂端角大小主要影響X方向上的熱應(yīng)力，對(duì)于使用頂端角為90°和60°的石英管生長(zhǎng)的晶體，其整體熱應(yīng)力較小。 2、基于模擬結(jié)果，提出了在不同生長(zhǎng)階段采用不同的下降速度的變速生長(zhǎng)工藝。利用新工藝生長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)性能較好，X射線搖擺曲線呈明銳的尖峰，峰形左右對(duì)稱性好，半峰寬僅為31.8"，表明晶體結(jié)構(gòu)完整性好。腐蝕坑密度實(shí)驗(yàn)顯示，晶體(111)面的平均位錯(cuò)密度較低，為10<'

4、3>～10<'4>/cm<'2>。晶體結(jié)構(gòu)致密，表面光亮，無(wú)孔隙，頭部界面形狀呈平面或微凸?fàn)畈⑶懈畛鲶w積約占整個(gè)體積的60％的可用單晶。 3、利用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法研究了在不同摻In量、Te附加量下晶體電學(xué)性能的變化趨勢(shì)，探索摻In量、富Te量與晶體電阻率、自由載流子濃度、遷移率之間的關(guān)系，得到了適合制備高阻In摻雜CdZnTe晶體的In摻雜量和富Te量參數(shù)。隨著In摻雜量減小和富Te量的增加，晶體逐漸的由n型轉(zhuǎn)變?yōu)閜型。當(dāng)In