研究目的
研究生长条件(如II/VI比例和生长速率)对采用金属镉源气相外延法在(211)硅衬底上生长的CdTe薄膜中孪晶形成的影响,并理解其生长机制。
研究成果
通过调节II/VI比例可控制(211)硅衬底上CdTe薄膜的取向:较低II/VI比例时倾向于形成(133)取向,较高II/VI比例时则形成(211)取向。FWHM值显示(133)CdTe的晶体质量优于(211)CdTe。其生长机制表现为:低II/VI比例时(133)CdTe以台阶流生长为主,高II/VI比例时(211)CdTe通过自发成核形成。该研究为辐射探测器等应用中的CdTe生长优化提供了依据。
研究不足
该研究仅限于特定生长条件(如600°C温度、常压)和衬底类型(无缓冲层的(211)硅)。使用金属镉源可能对成本和可扩展性产生影响,但未广泛涵盖与其他前驱体的对比研究。关于生长机制的解释基于假设,可能需要进一步验证。
1:实验设计与方法选择:
采用常压石英水平流反应器进行气相外延生长。以6N纯度的金属镉(Cd)和二异丙基碲(DiPTe)分别作为II族和VI族前驱体,氢气(H2)作为载气。通过调节Cd与DiPTe的输入速率控制II/VI比例。
2:样品选择与数据来源:
使用(211)晶向硅衬底,经标准化学清洗后,在氢气氛围中1000°C退火30分钟去除氧化硅层。未使用缓冲层或特殊表面处理。
3:实验设备与材料清单:
设备包括石英水平流反应器、温控加热器、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)。材料包含6N纯度金属镉、DiPTe、氢气及(211)硅衬底。
4:实验流程与操作步骤:
衬底经退火处理后,在600°C下生长60分钟CdTe薄膜。通过调整前驱体供给速率改变II/VI比例和生长速率。采用SEM观察形貌,XRD分析取向与结晶质量,AFM检测表面台阶结构。
5:数据分析方法:
利用XRD测定薄膜取向并通过半高宽(FWHM)评估结晶质量,通过SEM与AFM图像分析表面特征及台阶结构。
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metallic Cd
6N
Used as a group-II precursor in vapor-phase epitaxy for CdTe film growth.
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diisopropyl-telluride
DiPTe
Used as a group-VI precursor in vapor-phase epitaxy for CdTe film growth.
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scanning electron microscope
Used to observe the surface morphology and thickness of CdTe films.
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x-ray diffraction equipment
Used to evaluate the orientation and crystalline quality of CdTe films.
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atomic force microscope
AFM
Used to evaluate the macro-step of the surface and surface features.
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horizontal flow reactor
Used for vapor-phase epitaxy growth of CdTe films at atmospheric pressure.
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