分子束外延 InSb 薄膜缺陷分析-论文.pdf

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1、第44卷第9期激光与红外Vo1．44，No．92014年9月LASER&INFRAREDSeptember，2014文章编号：1001-5078(2014)09．1007-04·红外材料与器件·分子束外延InSb薄膜缺陷分析周朋，刘铭，邢伟荣，尚林涛，巩锋(华北光电技术研究所，北京100015)摘要：实现高温工作已经成为了第三代红外探测器的重要发展方向。为了达到这个目标，首先要降低探测器材料的各种缺陷。本文主要研究了不同生长条件对InSb分子束外延薄膜的晶体质量的影响，并采用金相显微镜、x射线双晶衍射仪、扫描电子

2、显微镜及x射线能谱仪等检测手段对外延膜缺陷进行了研究，综合分析了各缺陷的特征、起因、消除方法等。通过优化外延条件，外延膜宏观生长缺陷最低值达到483(3111～。关键词：InSb；缺陷；MBE；薄膜材料中图分类号：TN214文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-5078．2014．09．012AnalysisofdefectsonInSbfilmgrownbyMBEZHOUPeng，LIUMing，XINGWei-rong，SHANGLin—tao，GONGFeng(NoahChinaRe

3、searchInstituteofElectro—optics，Beijing100015，China)Abstract：Highoperatingtemperaturedetectorhasbecomeasignificantdirectionofthe3rdgenerationinfrareddetec—tom．Inordertoachievethisaim，defectsOllthedetectormaterialsmustbereduced．Inthispaper，theeffectofdiffer-en

4、texperimentalconditionsonInSbwafersgrownbymolecularbeamepitaxyisstudied，metallographiemicroscope，scanningelectronmicroscopeandX—raydoublecrystaldiffractionareusedtostudythedefects．Thecharacteristics，O—riginationandeliminatingmethodsofthesedefectsareanalyzed．B

5、yMBEoptimization，thebestdefectdensityhasreached483cm-2．Keywords：InSb；defects；MBE；thin—filmmaterial1引言本文对InSb分子束外延薄膜中的各种缺陷进随着红外探测器技术的发展以及军事的需求，行归类分析，对其产生机理进行探讨，并找出外延缺第三代红外探测器逐渐向高性能、低成本、高温工陷的起因和消除方法，从而降低了InSb材料的外延作、双多色方向发展。其中，实现高温工作是第三代缺陷，进而达到减小器件的暗电流，实现红外探测器红外

6、探测器发展的一个重要分支。InSb由于其高温工作的目的。优异的光电性能而成为制备高性能中波(3～5m)2实验探测器的首选材料之一。InSb薄膜分子束外延生长技术研究使用的是使用分子束外延技术制备InSb红外探测材料自制的2inInSb(100)晶片。设备为DCAP600是目前比较先进的方法。在分子束外延过程中，由MBE系统，衬底采用无铟粘接的方式固定。通过标于受衬底质量、外延温度、V／III束流比、生长速率等定，加热器热偶温度比实际温度高50℃左右j。因素的影响，外延材料上会产生多种缺陷，这些缺陷本文实验所涉及的

7、温度均为热偶温度。将成为载流子的复合中心而增加器件的暗电流，严作者简介：周朋(1988一)，男，硕士，研究方向为红外焦平面材重影响探测器性能J。如何降低外延缺陷成为料与器件。E-mail：zhoupeng8@foxmail．tomInSb基分子束外延技术开发的难点。收稿日期：2013—12．18；修订日期：2014-01-05