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研究生:楊添助
研究生(外文):Tian-Juh Yang
論文名稱:碲化汞鎘表面處理與液相疊晶成長研究
論文名稱(外文):A Study on Surface Treatment and Liquid Phase Epitaxial Growth of Hg1-xCdxTe
指導教授:吳泰伯
指導教授(外文):Tai-Bor Wu
學位類別:博士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學(工程)研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1995
畢業學年度:84
語文別:中文
中文關鍵詞:碲化汞鎘碲化鎘異質接合表面分析
外文關鍵詞:HgCdTeCdTeHeterojuctionSurface Analysis
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以 ARXPS,AES,AEM 及 GIXD 來探討 CdTe 及 HgCdTe 經不同表面處理後
表面改質的現象:在化學蝕刻處理探討方面,CdTe 以溴甲醇及 KOH/
methanol 溶液處理後均在表面殘留一層富 Te 的改質層,這層富 Te 的改
質層則由 hydrazine 及 dithionite 溶液處理後可以大部份消除,但會產
生一層氧化層.而 HgCdTe 經溴甲醇蝕刻後殘留之富 Te層可以 KOH/
methanol 來降低其含量,得到接近計量比之表面成份.在在 HgCdTe 之 A,
B 面上之蝕刻特性表現上顯示:在 A 面上陽離子之化學穩定性較在 B 面
上高,而陰離子 Te 則反之. Ar+ 濺射蝕刻方面,在 CdTe 中 Te 相對 Cd
之濺蝕率接近1,經離子濺射後最表層則因濺射造成 Te 析出,使得最表層
之 Te 含量略高於計量比;而 HgCdTe 經由 Ar 離子濺射時,相對濺蝕率
為 Hg>Te>Cd,而由於 Hg-Te 鍵容易被打斷,使得 Te 相對於 Cd 之濺蝕率
較高.對於 CdTe 在氫氣下熱處理,不管在 Cd(111) 或 Te(111) 面上均形
成均形成富 Cd 之表面改質現象,在 Cd(111) 面上會有平坦之三角形
(111)刻面所形成之台階構造,但 Te(111) 面上則形成小三角錐狀之表面
型態,由於 Cd(111) 及 Te(111) 面具有截然不同的表面型態,所以此現象
可以作為判別 A,B 面的有效方法.在 HgCdTe 及 CdTe 本質氧化層方面,
在空氣中所成長的氧化層主成份均為可溶於去離子水中之 TeO2 及 CdO.
而在 H2O2 中所成長之氧化層,CdTe 主要為不溶於去離子水中之 CdTeO3,
而 HgCdTe 則主要為 TeO2 及 Cd(OH)2, 依然可以以去離子水去除之.以
富碲溶液配合兩臂石英蓋的汞壓傳輸補償方式成長具高能隙表面鈍化層
的 Hg1-yCdyTe/Hg0.8Cd0.2Te/CdTe 異質疊晶,並從溶液摻雜及成長後之
退火處理,可以得到 N+-p 及 P+-n 之異質接合:在 N+-p結構方面: N+ 層
的電性參數為 n=(5~10)x1017 cm-3,un=5000~13000 cm2/V.s;而 p 型層
的電性參數為 p=(2~4)x1016 cm-3 np=200~500 cm2/V.s.在 P+-n 結構方
面: n 型層的電性參數在蝕去頂層之 P+ 層所得為 n=(6.2~10)x1014
cm-3,un=21000~73000 cm2/V.s,而根據這些參數配合多載子傳導模型之擬
合結果顯示 P+ 型層之活化電性參數為 p=(6.5~17)x1016 cm-3,up=215
~380 cm2/V.s;根據這樣擬合中必須有電洞的出現方能得到良好之擬合結
果顯示,退火處理已成功地活化此結結構成 P-n 接合.
封面
目錄
表目錄
圖目錄
第一章 緒論
1-1 Hg1-xCdxTe材料之發展沿革
1-2 Hg1-xCdxTe合金之基本性質
1-3 Hg1-xCdxTe晶體成長與應用
1-4 本文研究方向
第二章 文獻回顧
2-1 表面成份分析
2-2 液相疊晶成長法(LPE)
2-3 HgCdTe 異質接合(Heterojunction)
第三章 碲化錫面之表面處理與分析
3-1 簡介
3-2 實驗程序與分析方法
3-3 結果與討論
3-4 結論
第四章 碲化汞鎘面之表面處理與分析
4-1 簡介
4-2 實驗程序與分析方法
4-3 結果與討論
4-4 結論
第五章 異質接合 Hg1-yCdyTe/Hg0.8Cd0.2Te成長與退火處理
5.1 簡介
5.2 實驗程序與分析方法
5.3 結果與討論
5.4 結論
第六章 總結
參考資料
附錄
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