Високоякісні епітаксійні плівки CdZnTe для напівпровідникової оптоелектроніки: синтез і властивості

Любомир Васильович Рашковецький, Сергій Володимирович Пляцко, Павло Петрович Москвін, Володимир Львович Добряков, Галина Віталіївна Скиба

Анотація


Методом рідиннофазної епітаксії отримано високоякісні плівки CdZnTe різного складу. Синтез відбувався при наднизьких температурах (500–530ºС) з телурового розчину. Проаналізовано кінетику росту епітаксійних плівок. Досліджено властивості вирощених плівок методами оптичної мікроскопії, рентгенівської дифрактометрії, Оже-спектроскопії, низькотемпературної фотолюмінесценції. Надано залежність мікротвердості від складу отриманих плівок.

Ключові слова


рідиннофазна епітаксія; напівпровідникові плівки CdZnTe; морфологія поверхні; напівширина кривої гойдання; низькотемпературна фотолюмінесценція; мікротвердість

Повний текст:

PDF

Посилання


Akigiro, K., Tadahisa, O. and Kiyoshi, T. (1975), «Liquid phase epitaxial growth of ZnTe and Zn1-xCdxTe», J. Eleсtrochem. Soc., Vol. 122, No. 8, pp. 1117–1124.

Nishibe, T. and Kobayashi, A. (1982), «Growth of CdTe on CdS polar faces by LPE from Cd solution», Jap. J. Appl. Phys., Vol. 21, No. 2, pр. 395–396.

Sangha, S.P.S., Medland, J.D., Berry, J.A. and Rinn, L.M. (1987), «Low temperature epitaxial growth of cadmium telluride from mercury solvent», J. Cryst. Growth, Vol. 83, No. 1, pр. 127–136.

Babencov, V.N., Zhovnir, G.I. and Rashkoveckij, L.V. (1992), «Strukturnye svojstva i nizkotemperaturnaja fotoljuminescencija plenok tellurida kadmija, poluchennyh metodom zhidkofaznoj jepitaksii», ZhTF, Vol. 62, Part 4, pp. 186–190.

Astles, M., Blackmore, G., Gordon, N. and Wight, D.R. (1985), «The use of alternative solvents for the low-temperature LPE growth of CdTe films», J. Cryst. Growth, Vol. 72, pp. 61–71.

Pelliciari, B., Chamonal, J.B., Destefanis, G.L. and Di Cioccio, L. (1987), «Growth and characterization of LPE CdHgTe /CdZnTe/ CdTe structure», SPIE, Vol. 865, No. 22, рp. 78–81.

Kwak, N.J., Choi, I.H., Lim, S.W. and Sub, S.H. (1994), «Hg0.8Cd0.2Te grown by liquid phase epitaxy using Cd0.94Zn0.06Te buffer layer», J. Cryst. Growth, Vol. 138, pp. 950–955.

Moskvin, P.P., Rashkoveckij, L.V., Sizov, F.F. and Moshnikov, V.A. (2011), «Kogerentnye fazovye ravnovesija v sisteme Zn-Cd-Te i zhidkofaznaja jepitaksija uprugodeformirovannyh sloev tverdyh rastvorov ZnxCd1-xTe», FTP, Vol. 45, Part 7, pp. 865–873.

Singh, A.K. and Sharma, R.C. (1992), «Phase equilibrium calculation of Zn-Cd-Te system», CALPНAD, Vol. 16, No. 2, P. 172.

Haloui, A., Feutelais, Y. and Legendre, B. (1997), «Experimental study of the ternary system Cd-Zn-Te», J. Alloys and Compounds, Vol. 260, pp. 179–192.

Steininger, J., Strauss, A.J. and Brebrick, R.F. (1970), «Phase diagram of the Zn-Cd-Te system», J. Electrochem. Soc., Vol. 117, No. 10, рp. 1305–1309.

Laugier, A. (1973), «Thermopdynamics and phase diagram calculations in II-VI and IV-VI ternary systems using an associated solution model», Revue de Physique Appliquee, Vol. 8, No. 3, рp. 259–270.

Szapiro, S. (1970), «Solid-equilibria in ternary regular associated solutions», J. Electron. Mater., Vol. 5, No. 2, pр. 223–246.

Burton, W.K., Cabrera, N. and Frank, F.C. (1951), «The growth of crystalls and the equilibrium structure of their surfaces», Phil. Trans. Roy. Soc., Vol. 243, No. 866, рp. 299–304.

Chernov, A.A. (2004), «Notes on interfase growth kinetics», 50 Years progress in crystal growth, a reprint collection, in Feigelson, R.S. (ed.), Elsevier, Amsterdam, pp. 47–66.

Lyon, T.D., Roth, J.A., Wu, O.K., Johnson, S.M. and Cockrum, S.A. (1993), «Direct molecular beam epitaxial growth of ZnTe (100) and CdZnTe (100) / ZnTe (100) on Si (100) substrates», Appl. Phys. Lett., Vol. 63, No. 6, pр. 818–820.

Rajavel, D. and Zinck, J.J. (1993), «Metaloorganic molecular beam epitaxial growth of high quality Cd1-xZnxTe (0 <x< 0.27)», Appl. Phys. Lett., Vol. 63, No. 3, рp. 322–324.

Schlesinger, T.E., Toney, J.E., Yoon, H., Lee, E.Y., Branett, B.A. and James, R.B. (2001), «Cadmium zinc telluride and its use as a nuclear radiation detector material», Mater. Sci. and Engineering: R, Vol. 32, pp. 103–189.

Triboulet, R. and Marfain, Y. (1981), «CdTe growth by «multipass thm» and «sublimation thm», J. Cryst. Growth, Vol. 51, pp. 89–94.

Imhoff, D., Zozime, A. and Triboulet, R. (1991), «Zn influence on the plasticity of Cd0.96Zn0.04Te», J. Phys. III, Vol. 1, France, pp. 1841–1853.

Sher, A., Chen, A.-B., Spicer, W.E. and Shin, C.K. (1985), «Effect influencing thе structural integrity of semicomductors and their alloys», J. Vac. Sci. Technol.: A, Vol. 3, рp. 105–111.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Akigiro K. Liquid phase epitaxial growth of ZnTe and Zn1-xCdxTe / K.Akigiro, O.Tadahisa, T.Kiyoshi // J. Eleсtrochem. Soc. – 1975. – Vol. 122. – № 8. – Pp. 1117–1124.
  2. Nishibe T. Growth of CdTe on CdS polar faces by LPE from Cd solution / T.Nishibe, A.Kobayashi // Jap. J. Appl. Phys. – 1982. – Vol. 21. – № 2. – Pр. 395–396.
  3. Low temperature epitaxial growth of cadmium telluride from mercury solvent / S.P.S. Sangha, J.D. Medland, J.A. Berry, L.M. Rinn // J. Cryst. Growth. – 1987. – Vol. 83. – № 1. – Pр. 127–136.
  4. Бабенцов В.Н. Структурные свойства и низкотемпературная фотолюминесценция пленок теллурида кадмия, полученных методом жидкофазной эпитаксии / В.Н. Бабенцов, Г.И. Жовнир, Л.В. Рашковецкий // ЖТФ. – 1992. – Т. 62. – Вып. 4. – С. 186–190.
  5. The use of alternative solvents for the low-temperature LPE growth of CdTe films / M.Astles, G.Blackmore, N.Gordon, D.R. Wight // J. Cryst. Growth. – 1985. – Vol. 72. – Pp. 61–71.
  6. Growth and characterization of LPE CdHgTe /CdZnTe/ CdTe structure / B.Pelliciari, J.B. Chamonal, G.L. Destefanis, L. Di Cioccio // SPIE. – 1987. – Vol. 865. – № 22. – Pр. 78–81.
  7. Hg0.8Cd0.2Te grown by liquid phase epitaxy using Cd0.94Zn0.06Te buffer layer / N.J. Kwak, I.H. Choi, S.W. Lim, S.H. Sub // J. Cryst. Growth. – 1994. – Vol. 138. – Pp. 950–955.
  8. Когерентные фазовые равновесия в системе Zn-Cd-Te и жидкофазная эпитаксия упругодеформированных слоев твердых растворов ZnxCd1-xTe / П.П. Москвин, Л.В. Рашковецкий, Ф.Ф. Сизов, В.А. Мошников // ФТП. – 2011. – Т. 45. – Вып. 7. – С. 865–873.
  9. Singh A.K. Phase equilibrium calculation of Zn-Cd-Te system / A.K. Singh, R.C. Sharma // CALPНAD. – 1992. – Vol. 16. – № 2. – P. 172.
  10. Haloui A. Experimental study of the ternary system Cd-Zn-Te / A.Haloui, Y.Feutelais, B.Legendre // J. Alloys and Compounds. – 1997. – Vol. 260. – Pp. 179–192.
  11. Steininger J. Phase diagram of the Zn-Cd-Te system / J.Steininger, A.J. Strauss, R.F. Brebrick // J. Electrochem. Soc. – 1970. – Vol. 117. – № 10. – Pр. 1305–1309.
  12. Laugier A. Thermopdynamics and phase diagram calculations in II-VI and IV-VI ternary systems using an associated solution model / A.Laugier // Revue de Physique Appliquee. – 1973. – Vol. 8. – № 3. – Pр. 259–270.
  13. Szapiro S. Solid-equilibria in ternary regular associated solutions / S.Szapiro // J. Electron. Mater. – 1970. – Vol. 5. – № 2. – Pр. 223–246.
  14. Burton W.K. The growth of crystalls and the equilibrium structure of their surfaces / W.K. Burton, N.Cabrera, F.C. Frank // Phil. Trans. Roy. Soc. – 1951. – Vol. 243. – № 866. – Pр. 299–304.
  15. Chernov A.A. Notes on interfase growth kinetics / A.A. Chernov // 50 Years progress in crystal growth : a reprint collection ; in R.S. Feigelson ed. – Elsevier, Amsterdam. – 2004. – Pp. 47–66.
  16. Direct molecular beam epitaxial growth of ZnTe (100) and CdZnTe (100) / ZnTe (100) on Si (100) substrates / T.D. Lyon, J.A. Roth, O.K. Wu, S.M. Johnson, S.A. Cockrum // Appl. Phys. Lett. – 1993. – Vol. 63. – № 6. – Pр. 818–820.
  17. Rajavel D. Metaloorganic molecular beam epitaxial growth of high quality Cd1-xZnxTe ( 0 <x< 0.27) / D.Rajavel, J.J. Zinck // Appl. Phys. Lett. – 1993. – Vol. 63. – № 3. – Pр. 322–324.
  18. Cadmium zinc telluride and its use as a nuclear radiation detector material / T.E. Schlesinger, J.E. Toney, H.Yoon, E.Y. Lee, B.A. Branett, R.B. James // Mater. Sci. and Engineering: R. – 2001. – Vol. 32. – Pp. 103–189.
  19. Triboulet R. CdTe growth by «multipass thm» and «sublimation thm» / R.Triboulet, Y.Marfain // J. Cryst. Growth. – 1981. – Vol. 51. – Pp. 89–94.
  20. Imhoff D. Zn influence on the plasticity of Cd0.96Zn0.04Te / D.Imhoff, A.Zozime, R.Triboulet // J.Phys. III (France). – 1991. – Vol. 1. – Pp. 1841–1853.
  21. Effect influencing thе structural integrity of semicomductors and their alloys / A.Sher, A.-B. Chen, W.E. Spicer, C.K. Shin // J. Vac. Sci. Technol. A. – 1985. – Vol. 3. – Pp. 105–111.




DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2018-1(81)-202-209

Copyright (c) 2018 Любомир Васильович Рашковецький, Сергій Володимирович Пляцко, Павло Петрович Москвін, Володимир Львович Добряков, Галина Віталіївна Скиба

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.