GaSb (211)B 基板上の MBE 成長 HgCdSe 赤外材料に関するレビュー

2020-02-12

GaSb上の HgCdSe 赤外線材料の開発に関する最近の取り組みをレビューします。より低い生産コストとより大きなフォーカルプレーンアレイフォーマットサイズの機能を備えた次世代赤外線検出器を製造するための分子線エピタキシー（MBE）による基板。高品質の HgCdSe エピ層を実現するために、HgCdSe を成長させる前に ZnTe バッファー層を成長させます。ZnTe バッファー層のミスフィット歪みの研究では、ZnTe バッファー層の厚さを 300 nm 未満にする必要があることが示されています。ミスフィット転位。ＨｇＣｄＳｅ材料のカットオフ波長／合金組成は、ＨｇＣｄＳｅ成長中のＳｅ／Ｃｄビーム相当圧力の比を変えることによって広い範囲で変えることができる。成長温度は HgCdSe の材料品質に大きな影響を与え、成長温度が低いほど HgCdSe の材料品質が高くなります。通常、長波赤外線 HgCdSe ( x=0.18、80 K でのカットオフ波長 $10.4\,{\rm{\mu}}{\rm{m}}$ ) は、電子移動度がと同じくらい高く、バックグラウンド電子濃度が 1.6 × 10 16 cm -3 $1.3\times {10}^{5}\,{\mathrm{cm}}^{2}\cdot {{\rm{V}}}^{-1}\cdot {{\rm{s}}} ^{-1}$ と低く、少数キャリアの寿命が $2.2\,{\rm{\mu}}{\rm{s}}$ . 電子移動度と少数キャリア寿命のこれらの値は、公開文献で報告されている MBE 成長 HgCdSe の以前の研究の大幅な改善を表し、格子整合 CdZnTe 基板上で成長した対応する HgCdTe 材料の値に匹敵します。これらの結果は、西オーストラリア大学で成長した HgCdSe、特に長波赤外線が、高性能赤外線検出器を作成するための基本的な材料品質要件を満たすことができることを示していますが、バックグラウンド電子濃度を 10 15 cm -3 未満に制御するにはさらなる努力が必要です。さらに重要なことは、GaSb上のさらに高品質の HgCdSe 材料です。成長条件をさらに最適化し、より高純度の Se 原料を使用し、成長後の熱アニールと欠陥/不純物のゲッタリング/フィルタリングを実装することで、さらなる改善が期待されます。私たちの結果は、GaSb 基板上に成長させた HgCdSe 赤外線材料が、低コストでより大きなアレイフォーマットサイズの機能を備えた次世代赤外線検出器を製造するための大きな可能性を示しています。