Email this article Morphology of the surface, crystal quality and electrical properties of CdHgTe/CdZnTe heterostructures grown by the MOCVD method
- Authors: Chilyasov A.V.1, Moiseev A.N.1, Evstigneev V.S.1, Kostyunin M.V.1, Denisov I.A.2, Trofimov A.A.3
-
Affiliations:
- Institute of Chemistry of High-Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences
- State Scientific Research and Design Institute of Rare Metal Industry (JSC 'Giredmet')
- JSC 'NPO Orion'
- Issue: Vol 61, No 1–2 (2025)
- Pages: 26-32
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/307076
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X25010039
- EDN: https://elibrary.ru/kelysk
- ID: 307076
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Исследовано влияние режимов подготовки подложек Cd0.96Zn0.04Te (211)B и условий осаждения методом MOCVD слоев CdxHg1‑xTe на морфологию поверхности, кристаллическое совершенство и электрофизические свойства гетероструктур. Показано, что морфология, ростовые дефекты поверхности и кристаллическое совершенство слоев в значительной степени зависят от качества подготовки подложек, а электрофизические параметры слоев КРТ — от чистоты монокристаллов, из которых изготовлены подложки. Путем отбора подложек получены слои КРТ (х~0.3) с концентрацией и подвижностью основных носителей заряда р77К = (5–30) × 10^15 см−3 и µ77К=200–400 см^2/(В с) соответственно.
Keywords
About the authors
A. V. Chilyasov
Institute of Chemistry of High-Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences
Email: chil@ihps-nnov.ru
Tropinina Str. 49, Nizhny Novgorod, 603137 Russia
A. N. Moiseev
Institute of Chemistry of High-Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences
Email: chil@ihps-nnov.ru
Tropinina Str. 49, Nizhny Novgorod, 603137 Russia
V. S. Evstigneev
Institute of Chemistry of High-Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences
Email: chil@ihps-nnov.ru
Tropinina Str. 49, Nizhny Novgorod, 603137 Russia
M. V. Kostyunin
Institute of Chemistry of High-Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences
Email: chil@ihps-nnov.ru
Tropinina Str. 49, Nizhny Novgorod, 603137 Russia
I. A. Denisov
State Scientific Research and Design Institute of Rare Metal Industry (JSC 'Giredmet')
Email: chil@ihps-nnov.ru
Electrodnaya Str. 2, Moscow, 111524 Russia
A. A. Trofimov
JSC 'NPO Orion'
Author for correspondence.
Email: chil@ihps-nnov.ru
Kosinaya Str. 9, Moscow, 111538 Russia
References
- Mercury cadmium telluride. Growth, properties and applications / Eds. Capper P., Garland J. N.Y.: Wiley, 2011. 564 р.
- Lei W., Antoszewski J., Faraone L.Progress, challenges, and opportunities for HgCdTe infrared materials and detectors // Appl. Phys. Rev. 2015.V. 2.Р.041303-1–041303-34.
- Dvoretsky S.A., Vasiliev V.V., Sidorov G.Y., Gorshkov D.V.HgCdTe device technology // Handbook of II-VI semiconductor-based sensors and radiation detectors / Ed. Korotcenkov G. V. 1. Materials and Technology. Ch. 15. Berlin: Springer, 2023. P.423–463. https://doi.org/10.1007/978-3-031-19531-0
- Baker I., Hipwood L., Maxey C., Weller H., Thorne P.High-performance, low-cost IR detector technology // SPIE Newsroom. 2012. https://doi.org/10.1117/2.1201211.004557
- Madejczyk P., Gawron W., Keblowski A., Mlynarczyk K., Stepien D. et al.Higher operating temperature IR detectors on the MOCVD grown HgCdTe heterostructures // J. Electron. Mater. 2020. V. 49. № 11. P. 6908–6916.
- Bevan M.J., Doyle N.J., Temofonte T.A. Organometallic vapor-phase epitaxy of Hg1−xCdxTe on {211}-oriented substrates // J. Appl. Phys. 1992.V. 71(1).P.204–210.
- Mitra P., Tyan Y.L., Case F.C. et al.Improved arsenic doping in metalorganic chemical vapor deposition of HgCdTe and in situgrowth of high performance long wavelength infrared photodiodes // J. Electron. Mater. 1996. V. 25.№ 8. P. 1328–1335.
- Mitra P., Barnes S.L., Case F.C. et al.MOCVD of bandgap-engineered HgCdTe p-n-N-P dual-band infrared detector arrays // J. Electron. Mater. 1997. V. 26.№ 6. P.482–487.
- Mitra P., Case F.C., Reine M.B. et al.MOVPE growth of HgCdTe for high performance3–5 µm photodiodes operating at 100–180 K // J. Electron. Mater. 1999. V. 28. № 6. P.589–595.
- Mitra P., Case F.C., Reine M.B. Progress in MOVPE of HgCdTe for advanced infrared detectors // J. Electron. Mater. 1998. V. 27. № 6. P. 510–520.
- Mitra P., Case F.C., Glass H.L. et al.HgCdTe growth on (522) oriented CdZnTe by metalorganic vapor phase epitaxy // J. Electron. Mater. 2001. V. 30.№ 6. P.779–784.
- Yuan W., Zhang C., Liang H., Wang X., Shangguan M. et al.Investigating the influence of CdZnTe and HgCdTe material quality on detector image performance // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2021. V. 32. P. 13177–13186.
- Qin G., Kong J.C., Yang J., Ren Y., Li Y.H.et al.HgCdTe films grown by MBE on CZT(211)B substrates // J. Electron. Mater. 2023.V. 52.P. 2441–2448.
- Котков А.П., Гришнова Н.Д., Моисеев А.Н. и др.Получение двухслойных эпитаксиальных структур на основе твердого раствора системы Cd–Hg–Te комбинацией методов ЖФЭ и MOCVD // Неорган. материалы. 2008.Т. 44. № 12. С. 1446–1452.
- Котков А.П., Гришнова Н.Д., Моисеев А.Н. и др.Выращивание эпитаксиальных слоев КРТ методом химического осаждения из паров металлорганических соединений и ртути на подложках CdZnTe // Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение // Тез. докл. ХIII конф. Н. Новгород: Николаев Ю.А., 2007. С. 240–241.
- Чилясов А.В., Моисеев А.Н., Степанов Б.С. и др.Выращивание эпитаксиальных слоев CdxHg1−xTe на подложках GaAs большого диаметра химическим осаждением из паров МОС и ртути // Успехи прикладной физики. 2013. Т. 1. № 2. С. 209–215.
- Tower J.P., Tobin S.P., Norton P.W. et al.Trace copper measurements and electrical effects in LPE HgCdTe // J. Electron. Mater. 1996. V. 25.№ 8. P. 1183–1187.
- Bubulac L.O., Tennant W.E., Riedel R.A. et al.Some aspects of Li behavior in ion implanted HgCdTe // J. Vac. Sci. Technol. 1983. V. A1. P. 1646–1650.
- Benson J.D., Bubulac L.O., Jacobs R.N., Wang A., Arias J.M.et al.Defects and the formation of impurity ‘hot spots’ in HgCdTe/CdZnTe // J. Electron. Mater. 2019. V. 48.№ 10. P. 6194–6202.
Supplementary files
