研究了碲镉汞富碲垂直液相外延技术.在研究该关键技术的过程中, 提出了一种方法以检查外延前(Hg1-x Cd x ) 1-y Te y 母液的均匀性.并且, 通过减小生长腔体中的自由空间, 对气体的对流和汞回流进行了抑制, 及通过改进 工艺过程中的温度控制方式来应对因对流和汞回流而造成的生长温度不确定性.在解决上述关键技术后, 实现了 碲镉汞垂直液相外延工艺的稳定性, 所外延的中波碲镉汞材料的组分可重复性做到了 ±0.005, 厚度控制能力达到 了±5μm , 40×30mm 2 外延材料的横向组分均匀性(相对均方差)小于1.3×10 -3 , 同生长批次材料片与片之间的组 分和厚度差异分别小于0.001和1μm.在10mm线度上, 表面起伏小于1μm.经热处理后, 中波汞空位p型材料在 77K下具有较高的空穴迁移率.另外, 和水平推舟技术相比, 垂直碲镉汞液相外延在提供大批量和大面积相同性能 材料方面具有明显的优势, 这对于二代碲镉汞红外焦平面批生产技术和拼接型超大规模红外焦平面技术的发展都 具有重要的意义.

大面积、高质量碲锌镉单晶是制备碲镉汞红外焦平面器件的理想衬底材料,而腐蚀法是常用的揭示碲锌镉晶体缺陷和评价晶体质量的方法之一.对碲锌镉晶体常用的Nakagawa、Everson、EAg1和EAg2四种腐蚀剂在碲锌镉材料(111)晶面上的腐蚀坑坑形进行了研究,结果发现,EAg2腐蚀剂在(111)B面上的腐蚀坑为平底坑,Everson腐蚀剂在(111)B面上产生的腐蚀坑包括平底坑和带有不同倾斜方向坑底的三角锥形坑,进一步的研究还表明,三角锥形坑并未沿着坑底的倾斜方向向下延伸.实验中也首次观察到了EAg腐蚀剂的黑白平底坑.对常用腐蚀剂的坑形特性研究,将有助于更好地利用腐蚀剂开展碲锌镉材料缺陷研究和晶体质量评价工作.

对不同衬底上外延生长的HgCdTe薄膜进行了倒易点二维图测试,分析了外延层与衬底之间的结构取向关系以及晶格常数的失配现象.通过测定Cd1-yZnyTe衬底上的HgCdTe外延层的应变弛豫状况,获得了晶格匹配条件时衬底Zn组分的准确值.实验结果还表明: HgCdTe外延层与晶格失配的衬底之间存在着倾角,该倾角随失配度的增大而增大;当衬底失配度较小时,非对称倒易点二维图显示外延层并不处于全应变状态,而是处于应力部分释放状态;相反,当外延层晶格失配产生的应?θ渴头攀?外延层包含着较大的失配位错,摇摆曲线半峰宽展宽较大.