用于碲镉汞外延生长的数字合金复合衬底及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于碲镉汞外延生长的数字合金复合衬底及制备方法，衬底包括：基片，在基片上依次置有缓冲层、数字合金层、过渡层。制备方法采用常规的分子束外延或原子外延方法及后处理技术。通过不同的生长工艺条件和特定的结构解决了在晶格失配衬底上外延的ＨｇＣｄＴｅ材料位错密度高的问题。同时通过调节数字合金层中的ｙ组分使该合金层相对ＨｇＣｄＴｅ后继外延层为红外透明，可用作背照射结构的各种红外焦平面探测器的嵌入式前截止带通滤光片。本方法适合于在Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ以及宝石衬底上外延高质量ＨｇＣｄＴｅ材料，可以满足背照射、正照射各种红外焦平面探测器结构的使用要求。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及红外成像探测器或红外焦平面探测器所用的碲镉汞(HgCdTe)外延材料生长的衬底及制备方法。
技术介绍
红外成像探测器或红外焦平面探测器技术的发展趋势是增大焦平面器件的规模和分辨率以提高目标识别能力。增大焦平面器件的规模意味着探测器芯片尺度的进一步扩大，进而对芯片衬底提出了更高的要求。与碲镉汞晶格匹配的碲锌镉衬底，由于其生长十分困难，价格十分昂贵，机械强度和晶体均匀性较差而不被人们看好。采用硅作碲镉汞外延材料的衬底除了具备与读出电路热匹配的优点之外，还具备极其廉价、面积大(12英寸)、热导率高(大约提高4倍)、平整度和机械强度高以及杂质少等特点，从而使焦平面器件的均匀性更好。因此采用与读出电路热匹配的Si衬底的碲镉汞外延材料制备的探测器芯片是国际上近年来不断追求的目标。在Si、GaAs等大面积异质衬底上外延碲镉汞材料面临的最大问题在于晶格失配度，HgCdTe与Si之间的晶格常数失配度高达19.3％，与GaAs之间为14.6％，导致外延层晶向控制、高密度位错的抑制、表面缺陷密度抑制等问题变得十分困难，特别是晶格失配在外延材料中导致高密度失配位错，严重影响碲镉汞材料的性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于碲镉汞外延生长的数字合金复合衬底，包括：基片（１），其特征在于：在基片上通过分子束外延的方法依次置有缓冲层（２）、数字合金层（３）、过渡层（４）；所说的基片（１）为Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ或宝石材料；所说的缓冲层 （２）为ＣｄＴｅ或ＺｎＴｅ材料；所说的数字合金层（３）由［Ｈｇ↓［１－ｘ］Ｃｄ↓［ｘ］Ｔｅ／Ｈｇ↓［１－ｙ］Ｃｄ↓［ｙ］Ｔｅ］↓［Ｎ］材料制成，其中ｘ和ｙ分别是Ｃｄ的组分，Ｎ为Ｈｇ↓［１－ｘ］Ｃｄ↓［ｘ］Ｔｅ／Ｈｇ↓［１－ｙ］Ｃｄ↓ ［ｙ］Ｔｅ交替生长的周期数；所说的过渡层（４）由ＣｄＴｅ或ＺｎＣｄＴｅ材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种用于碲镉汞外延生长的数字合金复合衬底，包括基片(1)，其特征在于在基片上通过分子束外延的方法依次置有缓冲层(2)、数字合金层(3)、过渡层(4)；所说的基片(1)为Si、Ge、GaAs或宝石材料；所说的缓冲层(2)为CdTe或ZnTe材料；所说的数字合金层(3)由[Hg1-xCdxTe/Hg1-yCdyTe]N材料制成，其中x和y分别是Cd的组分，N为Hg1-xCdxTe/Hg1-yCdyTe交替生长的周期数；所说的过渡层(4)由CdTe或ZnCdTe材料制成。2.一种制备权利要求1所述的数字合金复合衬底的方法，其步骤为A.利用常规的分子束外延或原子层外延...

【专利技术属性】
技术研发人员：何力，陈路，巫艳，于梅芳，王元樟，吴俊，乔怡敏，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]