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CN113782416A - 碲镉汞液相外延生长源衬底及其制备方法、碲镉汞液相外延生长方法 - Google Patents

碲镉汞液相外延生长源衬底及其制备方法、碲镉汞液相外延生长方法 Download PDF

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CN113782416A CN202111070423.7A CN202111070423A CN113782416A CN 113782416 A CN113782416 A CN 113782416A CN 202111070423 A CN202111070423 A CN 202111070423A CN 113782416 A CN113782416 A CN 113782416A
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Abstract

本发明公开了一种碲镉汞液相外延生长源衬底,包括衬底本体和络合镀层,络合镀层设于衬底本体上,络合镀层与衬底本体之间设有用于液相外延生长碲镉汞的窗口。还公开了碲镉汞液相外延生长源衬底的制备方法以及基于该衬底的碲镉汞液相外延生长方法。本发明的衬底能够有效解决母液与衬底接触前以及碲镉汞薄膜外延生长过程中,温度场不均匀导致界面上各点的降温以及传动衬底材料导热系数不能很好满足温度控制传导需要等问题;且在该衬底上液相外延生长的碲镉汞具有相当好的厚度均匀性、表面平整性、高的单晶性和较低的半峰宽。

Description

碲镉汞液相外延生长源衬底及其制备方法、碲镉汞液相外延 生长方法
技术领域
本发明属于碲镉汞液相外延生长技术领域,尤其涉及一种碲镉汞液相外延生长源衬底及其制备方法、基于衬底的碲镉汞液相外延生长方法。
背景技术
碲镉汞是重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,具有优越的光电性能,由其制备的室温核辐射探测器广泛应用于X射线光谱分析、医疗成像、工业控制、安全防卫检测以及基础科学研究等领域,具有广阔的应用前景和不可估量的市场价值。
其中碲镉汞材料的液相外延生长源中温度对外延生长速率的影响较大,其中,衬底的基础导热系数是对碲镉汞材料生长可控性的必要要求,衬底刚接触时,外延体系温度位于结晶温度附近,温度场不均匀会使界面的实际温度可能高于或低于结晶温度,这将会导致回溶和过冷生长现象,其中,回溶会使界面附近母液结晶温度上升,过冷将导致初始生长速度加快,这些都将使外延生长初始条件复杂化,因此,碲镉汞母液与衬底接触前以及碲镉汞薄膜外延生长过程中,温度场不均匀会使界面上各点的降温以及传动衬底材料导热系数不能很好地满足温度控制传导需要。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,为了解决母液与衬底接触前以及碲镉汞薄膜外延生长过程中,温度场不均匀会使界面上各点的降温,以及传动衬底材料导热系数不能很好的满足温度控制传导需要的问题,而提出的一种碲镉汞液相外延生长源的衬底材料。
为了达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种碲镉汞液相外延生长源衬底,包括衬底本体和络合镀层,所述络合镀层设于所述衬底本体上,所述络合镀层与衬底本体之间设有用于液相外延生长碲镉汞的窗口。即所述络合镀层上开设有用于液相外延生长碲镉汞的窗口,且所述窗口延伸至所述衬底本体表面。
作为优选,所述络合镀层为多层络合镀层;优选所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层;优选所述多层络合镀层的厚度为50~100μm;优选所述铜/镍络合镀层中铜与镍的摩尔比为2~10:5~8。
作为优选,所述铜/镍络合镀层为铜与镍交替的络合镀层;所述铜/镍络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积铜层与镍层在碲锌镉衬底上而成。
作为优选,所述衬底本体为碲锌镉衬底;所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m。
作为一个总的发明构思,还提供一种碲镉汞液相外延生长源衬底的制备方法,包括如下步骤:
(1)准备衬底本体;
(2)在衬底本体用于外延生长碲镉汞的晶格生长面区域涂覆氟化物涂料层;
(3)在衬底本体和氟化物涂料层表面沉积络合镀层;
(4)去除所述晶格生长面区域对应的络合镀层和氟化物涂料层,在衬底本体上形成用于外延生长碲镉汞的窗口。
作为优选,步骤(3)中,所述络合镀层为多层络合镀层,所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层;所述多层络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积在碲锌镉衬底本体和氟化物涂料层上;所述多层络合镀层的沉积方法具体包括:将制备后的铜溶液和镍溶液分别加入相应的镀液喷头内,然后通过喷头射向所述碲锌镉衬底本体和氟化物涂料层表面,重复进行交替喷涂沉积形成铜和镍络合镀层;;所述喷涂沉积的厚度为50~100μm。
作为优选,步骤(2)中,通过采用掩膜工艺涂覆氟化物涂料层,具体包括:采用掩膜版覆盖衬底本体上除了用于外延生长碲镉汞的晶格生长面区域,然后在所述晶格生长面区域涂覆氟化物涂料层。
步骤(1)中,所述衬底本体为碲锌镉衬底;所述衬底的准备包括:将碲锌镉衬底111晶相面用1%溴甲醇进行研磨抛光,然后使用异丙醇溶液冲洗并通过氮气枪吹干。
作为优选,步骤(4)中,利用蚀刻液蚀刻腐蚀衬底表面待生长区域晶格面上的铜镍络合镀层,所述蚀刻液为盐酸、硝酸和二价铜离子源的水溶液,其中,盐酸质量百分数为10~15%,硝酸质量百分数为1~10%,所述二价铜离子的质量百分数为0.001~0.01%,二价铜离子源可采用硫酸铜或者氧化铜提供,氟化物通过蒸馏水在130~135°下蒸馏法去除,去除后可采用有机溶剂清洗,有机溶剂为丙酮、无水乙醇和甲醇。
作为优选,所述涂覆氟化涂料的区域位于所述衬底本体表面晶格生长111面中心处。
作为一个总的发明构思,本发明还提供一种碲镉汞液相外延生长方法,包括如下步骤:
S1、将前述的碲镉汞液相外延生长源衬底或前述的制备方法制备得到的碲镉汞液相外延生长源衬底装入外延石墨舟;
S2、采用碲、镉、汞原料合成外延母液,采用碲化汞作为汞补偿,取适量外延母液和碲化汞装入外延石墨舟;
S3、控制石墨舟初始温度场和生长过程温度场,使外延母液在所述衬底表面晶格面进行液相外延。
作为优选,步骤S1还包括将碲镉汞液相外延生长源衬底进行有机溶剂清洗,所述有机溶剂为丙酮、无水乙醇和甲醇。
与现有技术相比,本发明有以下优点:
本发明中,通过在碲锌镉衬片基底上利用喷射电沉积法制备铜和镍多层络合镀层膜,能够实现在对碲镉汞液相外延生长源操作时,有效提高碲镉汞母液与衬底接触时的温度场控制能力,保证衬底表面各点的均匀导热处理能力,从而能够满足对温度控制传导的需要,有利于通过温度控制提高碲镉汞膜的表面完整度;而且制备的络合镀层能使得碲锌镉衬片基底具有更高的硬度、更强的耐蚀性以及更优的耐磨性,从而通过铜镍多层络合膜实现对碲镉汞衬片的物理强度增强,提高相应的机械性能。本发明的衬底液相外延生长的碲镉汞外延膜具有相当好的厚度均匀性、表面平整性、高的单晶性和较低的半峰宽。
附图说明
图1为本发明的液相外延生长源衬底工艺流程框图。
图2为本发明的液相外延生长源的衬底制备结构图。
图3为本发明加工沉积碲锌镉衬底多层络合层的加工示意图。
图4为涂覆挡接氟化涂料掩模版。
图5中,(a)为实施例3中获得的碲镉汞外延膜的表面平整度的测试图,(b)为对比例1获得的碲镉汞外延膜的表面平整度的测试图。
附图标记:
1、铜镍络合镀层;2、氟化涂料层;3、碲锌镉衬底;4、铜、镍镀液喷头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种碲镉汞液相外延生长源的衬底,包括碲锌镉衬底和多层络合镀层,所述多层络合镀层负载在碲锌镉衬底本体顶部,所述多层络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积在碲锌镉衬底本体顶部,所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层,且铜与镍的摩尔比为2:8,所述衬底本体为碲锌镉衬底,碲锌镉尺寸为2cm×3cm,所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m。
上述碲镉汞液相外延生长源的衬底,具体工艺流程图如图1所示,其制备方法包括:
(1)准备碲锌镉衬底,具体加工方法包括:碲锌镉衬底111晶相面用1%溴甲醇进行研磨抛光研磨抛光,然后使用异丙醇溶液冲洗并通过氮气枪吹干,在电镀设备外设置一定氧压力,以碲锌镉衬底作为基底喷射电沉积铜和镍多层络合膜,所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m;
(2)采用掩膜版遮挡,在衬底本体表面晶格生长面上涂覆氟化涂料层;所述涂覆氟化涂料位于碲锌镉衬底表面晶格生长111面中心处,其面积为1.6cm×2.4cm,所述涂覆挡接氟化涂料采用掩模版挡接,所述掩模版长宽高分别为3.2cm、2.2cm、2cm,涂覆区域为1.6cm×2.4cm,如图4所示;氟化物可以是氟化钙或氟化钠。
(3)沉积碲锌镉衬底多层络合镀层,加工沉积碲锌镉衬底多层络合层的加工示意图如图3所示,加工沉积方法具体包括:将制备后的铜溶液和镍溶液分别加入相应的镀液喷头内,复合镀液通过喷枪的喷头射向衬底本体表面和氟化涂料层表面,喷枪通过镀液平台驱动件控制座直线往复运动,两侧滴液喷头重复进行交替喷涂沉积形成;所述喷涂沉积的厚度为50~100μm铜和镍络合镀层,以在衬底本体和氟化涂料层表面喷涂铜镍络合镀层,得到的衬底制备结构图如图2所示;通过用蚀刻液蚀刻腐蚀衬底表面待生长区域晶格面上的铜镍络合镀层,所述蚀刻液为盐酸、硝酸和二价铜离子源的水溶液,其中,盐酸质量百分数为10~15%,硝酸质量百分数为1~10%,二价铜离子的质量百分数为0.001~0.01%,二价铜离子源采用硫酸铜提供,通过蚀刻液去除生长范围的铜镍络合镀层表面层,然后采用蒸馏法除氟化物,并用蒸馏水冲洗,随后用酒精、丙酮冲洗,通过冲洗露出相应的生长晶格面。
基于上述的碲镉汞液相外延生长源衬底的碲镉汞液相外延生长方法,具体包括以下步骤:
S1、通过根据多层络合镀层碲锌镉衬底的厚度改进外延石墨舟相应厚度;
S2、将前述的层碲锌镉衬底清洗干净后装入外延石墨舟;
S3、外延母液采用碲、镉、汞原料合成,汞补偿采用碲化汞,称取适量外延母液和碲化汞装入外延石墨舟进行液相外延;
S4、控制石墨舟初始温度场和生长过程温度场,外延母液形成碲镉汞外延膜。
实施例2
在一个实施例中,本发明还提供了一种碲锌镉液相外延生长源衬底,包括碲锌镉衬底和多层络合镀层,所述多层络合镀层负载在碲锌镉衬底顶部,所述多层络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积在碲锌镉衬底顶部,所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层,且铜与镍的摩尔比为4:6。
上述碲镉汞液相外延生长源的衬底,其制备方法包括:
(1)准备碲锌镉衬底,具体加工方法包括:碲锌镉衬底111晶相面用1%溴甲醇进行研磨抛光,然后使用异丙醇溶液冲洗并通过氮气枪吹干,在电镀设备外设置一定氧压力,以碲锌镉衬底作为基底喷射电沉积铜和镍多层络合膜,所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m。
(2)采用掩膜版遮挡,在衬底本体表面晶格生长面上涂覆氟化涂料层;所述涂覆氟化涂料位于碲锌镉衬底表面晶格生长111面中心处,其面积为1.6cm×2.4cm,所述涂覆挡接氟化涂料采用掩模版挡接,所述掩模版长宽高分别为3.2cm、2.2cm、2cm,涂覆区域为1.6cm×2.4cm,如图4所示;氟化物可以是氟化钙或氟化钠。
(3)沉积碲锌镉衬底多层络合镀层,加工沉积碲锌镉衬底多层络合层的加工示意图如图3所示,加工沉积方法具体包括:将制备后的铜溶液和镍溶液分别加入相应的镀液喷头内,复合镀液通过喷枪的喷头射向衬底本体表面和氟化涂料层表面,喷枪通过镀液平台驱动件控制座直线往复运动,两侧滴液喷头重复进行交替喷涂沉积形成;所述喷涂沉积的厚度为50~100μm铜和镍络合镀层,以在衬底本体和氟化涂料层表面喷涂铜镍络合镀层,得到的衬底制备结构图如图2所示;通过用蚀刻液蚀刻腐蚀衬底表面待生长区域晶格面上的铜镍络合镀层,所述蚀刻液为盐酸、硝酸和二价铜离子源的水溶液,其中,盐酸质量百分数为10~15%,硝酸质量百分数为1~10%,二价铜离子的质量百分数为0.001~0.01%,二价铜离子源采用硫酸铜提供,通过蚀刻液去除生长范围的铜镍络合镀层表面层,然后采用蒸馏法除氟化物,并用蒸馏水冲洗,随后用酒精、丙酮冲洗,通过冲洗露出相应的生长晶格面。
碲镉汞液相外延生长方法,具体包括以下步骤:
S1、通过根据多层络合镀层碲锌镉衬底的厚度改进外延石墨舟相应厚度;
S2、清洗多层络合镀层碲锌镉衬底,清洗干净后装入外延石墨舟;
S3、外延母液采用碲、镉、汞原料合成,汞补偿采用碲化汞,称取适量外延母液和碲化汞装入外延石墨舟进行液相外延;
S4、控制石墨舟初始温度场和生长过程温度场,外延母液形成碲镉汞外延膜。
实施例3
在一个实施例中,本发明还提供了一种碲锌镉液相外延生长源的衬底材料,包括碲锌镉衬底和多层络合镀层,所述多层络合镀层负载在碲锌镉衬底顶部,所述多层络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积在碲锌镉衬底顶部,所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层,且铜与镍的摩尔比为7:5。
上述碲镉汞液相外延生长源的衬底,其制备方法包括:
(1)准备碲锌镉衬底,具体加工方法包括:碲锌镉衬底111晶相面用1%溴甲醇进行研磨抛光,然后使用异丙醇溶液冲洗并通过氮气枪吹干,在电镀设备外设置一定氧压力,以碲锌镉衬底作为基底喷射电沉积铜和镍多层络合膜,所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m。
(2)采用掩膜版遮挡,在衬底本体表面晶格生长面上涂覆氟化涂料层;所述涂覆氟化涂料位于碲锌镉衬底表面晶格生长111面中心处,其面积为1.6cm×2.4cm,所述涂覆挡接氟化涂料采用掩模版挡接,所述掩模版长宽高分别为3.2cm、2.2cm、2cm,涂覆区域为1.6cm×2.4cm,如图4所示;氟化物可以是氟化钙或氟化钠。
(3)沉积碲锌镉衬底多层络合镀层,加工沉积碲锌镉衬底多层络合层的加工示意图如图3所示,加工沉积方法具体包括:将制备后的铜溶液和镍溶液分别加入相应的镀液喷头内,复合镀液通过喷枪的喷头射向衬底本体表面和氟化涂料层表面,喷枪通过镀液平台驱动件控制座直线往复运动,两侧滴液喷头重复进行交替喷涂沉积形成;所述喷涂沉积的厚度为50~100μm铜和镍络合镀层,以在衬底本体和氟化涂料层表面喷涂铜镍络合镀层,得到的衬底制备结构图如图2所示;通过用蚀刻液蚀刻腐蚀衬底表面待生长区域晶格面上的铜镍络合镀层,所述蚀刻液为盐酸、硝酸和二价铜离子源的水溶液,其中,盐酸质量百分数为10~15%,硝酸质量百分数为1~10%,二价铜离子的质量百分数为0.001~0.01%,二价铜离子源采用硫酸铜提供,通过蚀刻液去除生长范围的铜镍络合镀层表面层,然后采用蒸馏法除氟化物,并用蒸馏水冲洗,随后用酒精、丙酮冲洗,通过冲洗露出相应的生长晶格面。
碲镉汞液相外延生长方法,具体包括以下步骤:
S1、通过根据多层络合镀层碲锌镉衬底的厚度改进外延石墨舟相应厚度;
S2、将多层络合镀层碲锌镉衬底清洗干净后装入外延石墨舟;
S3、外延母液采用碲、镉、汞原料合成,汞补偿采用碲化汞,称取适量外延母液和碲化汞装入外延石墨舟进行液相外延;
S4、控制石墨舟初始温度场和生长过程温度场,外延母液形成碲镉汞外延膜。
实施例4
在一个实施例中,本发明还提供了一种碲锌镉液相外延生长源的衬底材料,包括碲锌镉衬底和多层络合镀层,所述多层络合镀层负载在碲锌镉衬底顶部,所述多层络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积在碲锌镉衬底顶部,所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层,且铜与镍的摩尔比为10:5。
上述碲镉汞液相外延生长源的衬底,其制备方法包括:
(1)准备碲锌镉衬底,具体加工方法包括:碲锌镉衬底111晶相面用1%溴甲醇进行研磨抛光,然后使用异丙醇溶液冲洗并通过氮气枪吹干,在电镀设备外设置一定氧压力,以碲锌镉衬底作为基底喷射电沉积铜和镍多层络合膜,所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m。
(2)采用掩膜版遮挡,在衬底本体表面晶格生长面上涂覆氟化涂料层;所述涂覆氟化涂料位于碲锌镉衬底表面晶格生长111面中心处,其面积为1.6cm×2.4cm,所述涂覆挡接氟化涂料采用掩模版挡接,所述掩模版长宽高分别为3.2cm、2.2cm、2cm,涂覆区域为1.6cm×2.4cm,如图4所示;氟化物可以是氟化钙或氟化钠。
(3)沉积碲锌镉衬底多层络合镀层,加工沉积碲锌镉衬底多层络合层的加工示意图如图3所示,加工沉积方法具体包括:将制备后的铜溶液和镍溶液分别加入相应的镀液喷头内,复合镀液通过喷枪的喷头射向衬底本体表面和氟化涂料层表面,喷枪通过镀液平台驱动件控制座直线往复运动,两侧滴液喷头重复进行交替喷涂沉积形成;所述喷涂沉积的厚度为50~100μm铜和镍络合镀层,以在衬底本体和氟化涂料层表面喷涂铜镍络合镀层,得到的衬底制备结构图如图2所示;通过用蚀刻液蚀刻腐蚀衬底表面待生长区域晶格面上的铜镍络合镀层,所述蚀刻液为盐酸、硝酸和二价铜离子源的水溶液,其中,盐酸质量百分数为10~15%,硝酸质量百分数为1~10%,二价铜离子的质量百分数为0.001~0.01%,二价铜离子源采用硫酸铜提供,通过蚀刻液去除生长范围的铜镍络合镀层表面层,然后采用蒸馏法除氟化物并用蒸馏水冲洗,随后用酒精、丙酮冲洗,通过冲洗露出相应的生长晶格面。
碲镉汞液相外延生长方法,具体包括以下步骤:
S1、通过根据多层络合镀层碲锌镉衬底的厚度改进外延石墨舟相应厚度;
S2、将多层络合镀层碲锌镉衬底清洗干净后装入外延石墨舟;
S3、外延母液采用碲、镉、汞原料合成,汞补偿采用碲化汞,称取适量外延母液和碲化汞装入外延石墨舟进行液相外延;
S4、控制石墨舟初始温度场和生长过程温度场,外延母液形成碲镉汞外延膜。
对比例1
一种碲锌镉液相外延生长源的衬底,为碲锌镉衬底。
所述碲锌镉衬底具体加工方法包括:碲锌镉衬底111晶相面用1%溴甲醇进行研磨抛光,然后使用异丙醇溶液冲洗并通过氮气枪吹干,所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m;
所述碲锌镉衬底晶格生长面为111面,其面积为2cm×3cm。
碲镉汞液相外延生长方法,具体包括以下步骤:
S1、将前述碲锌镉衬底清洗干净后装入外延石墨舟;
S2、外延母液采用碲、镉、汞原料合成,汞补偿采用碲化汞,称取适量外延母液和碲化汞装入外延石墨舟进行液相外延;
S3、控制石墨舟初始温度场和生长过程温度场,外延母液形成碲镉汞外延膜。
对制备的碲镉汞外延膜进行表征,如图5所示,其中(a)为实施例3中液相外延获得的碲镉汞外延膜的表面平整度的测试图,(b)为对比例1中的液相外延获得的碲镉汞外延膜的表面平整度的测试图,从图5中可看出,镀有铜/镍络合镀层相比于未镀合金镀层的衬底,外延生长得到的碲镉汞外延膜的平整度得到明显改善。
利用激光测厚仪对实施例1~4及对比例1制备的外延生长源衬底进行电沉积前后的工件厚度进行测量以计算镀层厚度,使用摩擦磨损试验机测定比较打磨后镀层的摩擦因数,并称量计算磨损量,并测定相应导热系数,所测得的性能参数如表1所示:
表1
Figure 196682DEST_PATH_IMAGE001
由上表可知,实施例3为本发明的优选实施例,在铜与镍的摩尔比为7:5的情况下,导热系数、镀层厚度、材料组份面分布相对均方差以及厚度的相对均方差均为较优处理,其通过红外傅里叶光谱仪测量得到透过率达到56%。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,可根据实际加工中产品利用率要求更改涂覆氟化物面积、区域及形状,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碲镉汞液相外延生长源衬底,其特征在于,包括衬底本体和络合镀层,所述络合镀层设于所述衬底本体上,所述络合镀层与衬底本体之间设有用于液相外延生长碲镉汞的窗口。
2.根据权利要求1所述的碲镉汞液相外延生长源衬底,其特征在于,所述络合镀层为多层络合镀层;所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层;所述多层络合镀层的厚度为50~100μm;所述铜/镍络合镀层中铜与镍的摩尔比为2~10:5~8。
3.根据权利要求2所述的碲镉汞液相外延生长源衬底,其特征在于,所述铜/镍络合镀层为铜与镍交替的络合镀层;所述铜/镍络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积铜层与镍层在碲锌镉衬底上而成。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的碲镉汞液相外延生长源衬底,其特征在于,所述衬底本体为碲锌镉衬底;所述碲锌镉衬底的电阻率为108~148Ω·m。
5.如权利要求1~4任意一项所述的碲镉汞液相外延生长源衬底的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)准备衬底本体;
(2)在衬底本体用于外延生长碲镉汞的晶格生长面区域涂覆氟化物涂料层;
(3)在衬底本体和氟化物涂料层表面沉积络合镀层;
(4)去除所述晶格生长面区域对应的络合镀层和氟化物涂料层,在衬底本体上形成用于外延生长碲镉汞的窗口。
6.根据权利要求5所述的碲镉汞液相外延生长源衬底的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述络合镀层为多层络合镀层,所述多层络合镀层为铜/镍络合镀层;所述多层络合镀层通过喷射电沉积法交替沉积在碲锌镉衬底本体和氟化物涂料层上;所述多层络合镀层的沉积方法具体包括:将制备后的铜溶液和镍溶液分别加入相应的镀液喷头内,然后通过喷头射向所述碲锌镉衬底本体和氟化物涂料层表面,重复进行交替喷涂沉积形成铜和镍的络合镀层;所述喷涂沉积的厚度为50~100μm。
7.根据权利要求5所述的碲镉汞液相外延生长源衬底的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,通过采用掩膜工艺涂覆氟化物涂料层,具体包括:采用掩膜版覆盖衬底本体上除了用于外延生长碲镉汞的晶格生长面区域,然后在所述晶格生长面区域涂覆氟化物涂料层。
8.根据权利要求5所述的碲镉汞液相外延生长源衬底的制备方法,其特征在于,所述涂覆氟化涂料的区域位于所述衬底本体表面晶格生长111面中心处。
9.根据权利要求5所述的碲镉汞液相外延生长源衬底的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,利用蚀刻液蚀刻腐蚀衬底表面待生长区域晶格面上的铜镍络合镀层,所述蚀刻液为盐酸、硝酸和二价铜离子源的水溶液;所述蚀刻液中,盐酸的质量百分数为10~15%,硝酸的质量百分数为1~10%,二价铜离子的质量百分数为0.001~0.01%;所述氟化物通过蒸馏法去除。
10.一种碲镉汞液相外延生长方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将权利要求1~4任意一项所述的碲镉汞液相外延生长源衬底或权利要求5~9任意一项所述的制备方法制备得到的碲镉汞液相外延生长源衬底装入外延石墨舟;
S2、采用碲、镉、汞原料合成外延母液,采用碲化汞作为汞补偿,取适量外延母液和碲化汞装入外延石墨舟;
S3、控制石墨舟初始温度场和生长过程温度场,使外延母液在所述衬底表面晶格面进行液相外延。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114753008A (zh) * 2022-03-29 2022-07-15 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种制备锌组分可调且分布均匀的碲锌镉衬底的方法
CN115799100A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种碲锌镉衬底的重复利用方法
CN116482150A (zh) * 2023-06-25 2023-07-25 浙江珏芯微电子有限公司 一种碲镉汞掺杂激活率评估方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988001309A1 (en) * 1986-08-15 1988-02-25 Massachusetts Institute Of Technology Method for forming a metal coating on a substrate
US4735662A (en) * 1987-01-06 1988-04-05 The Standard Oil Company Stable ohmic contacts to thin films of p-type tellurium-containing II-VI semiconductors
US5399503A (en) * 1989-07-19 1995-03-21 Fujitsu Limited Method for growing a HgCdTe epitaxial layer on a semiconductor substrate
CN101109105A (zh) * 2007-08-22 2008-01-23 中国科学院上海技术物理研究所 用于改善碲镉汞液相外延薄膜表面形貌的石墨舟
CN101348941A (zh) * 2008-09-02 2009-01-21 中国电子科技集团公司第十一研究所 用于液相外延方法生长碲镉汞材料的衬底材料及制备方法
CN104867837A (zh) * 2015-01-21 2015-08-26 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于高能离子注入的复合掩膜
CN110277468A (zh) * 2019-06-26 2019-09-24 山东大学 一种大尺寸石墨烯/二维碲化物异质结红外光电探测器的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988001309A1 (en) * 1986-08-15 1988-02-25 Massachusetts Institute Of Technology Method for forming a metal coating on a substrate
US4735662A (en) * 1987-01-06 1988-04-05 The Standard Oil Company Stable ohmic contacts to thin films of p-type tellurium-containing II-VI semiconductors
US5399503A (en) * 1989-07-19 1995-03-21 Fujitsu Limited Method for growing a HgCdTe epitaxial layer on a semiconductor substrate
CN101109105A (zh) * 2007-08-22 2008-01-23 中国科学院上海技术物理研究所 用于改善碲镉汞液相外延薄膜表面形貌的石墨舟
CN101348941A (zh) * 2008-09-02 2009-01-21 中国电子科技集团公司第十一研究所 用于液相外延方法生长碲镉汞材料的衬底材料及制备方法
CN104867837A (zh) * 2015-01-21 2015-08-26 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于高能离子注入的复合掩膜
CN110277468A (zh) * 2019-06-26 2019-09-24 山东大学 一种大尺寸石墨烯/二维碲化物异质结红外光电探测器的制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114753008A (zh) * 2022-03-29 2022-07-15 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种制备锌组分可调且分布均匀的碲锌镉衬底的方法
CN114753008B (zh) * 2022-03-29 2023-04-28 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种制备锌组分可调且分布均匀的碲锌镉衬底的方法
CN115799100A (zh) * 2022-11-30 2023-03-14 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种碲锌镉衬底的重复利用方法
CN116482150A (zh) * 2023-06-25 2023-07-25 浙江珏芯微电子有限公司 一种碲镉汞掺杂激活率评估方法
CN116482150B (zh) * 2023-06-25 2023-09-12 浙江珏芯微电子有限公司 一种碲镉汞掺杂激活率评估方法

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