【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子束外延，尤其涉及一种降低分子束外延碲镉汞位错密度的方法及碲镉汞外延件。
技术介绍
1、碲镉汞材料是性能优异的红外探测器材料，是由碲化汞和碲化镉组成的连续固溶体，通过调节材料组分(碲化镉的含量)，其响应波长能够覆盖整个红外波段，决定了碲镉汞材料在红外探测器领域的重要地位。
2、硅虽然与碲镉汞晶格失配为19.3％，但相对于其他衬底来说仍是最适合替代碲锌镉的衬底。由于硅与碲镉汞存在大的晶格失配，必然导致界面处高的界面能，需要经过形成孪晶、多晶体和产生大量的失配位错这两种途径来释放，一般解决办法就是增加碲化镉总厚度，减少位错延伸至碲镉汞，或者对碲镉汞材料进行富汞离位退火。但碲化锌与碲化镉之间晶格失配仍然较大，无法避免，因此依旧会有大量位错向上延伸至材料表面。现在通用的减少位错密度延伸的方法是增加碲化镉衬底厚度，但是碲化镉衬底总厚度不能过大，会对后续器件工艺产生影响，因此单纯增加厚度对降低位错延伸作用有限。采取在碲化镉与碲镉汞之间进行碲化汞或者其他材料作为阻挡层，可以有一定的位错阻挡作用，但是进行新的化合物外延需要确定生长条件，而且化合物可能对碲镉汞材料和后续工艺产生影响。完成碲镉汞外延后进行的富汞离位退火工艺，虽然能有效降低位错密度，但是需要额外增加退火设备，而且还会带来材料表面污染。富汞退火还有可能会导致材料表面被汞腐蚀，无法使用。
3、此外，通过增加缓冲层使位错湮灭来阻止增殖的位错(在硅上直接外延碲镉汞，位错密度将>108cm-2)向碲镉汞层延伸。碲化锌作为缓冲层，与硅之间晶格失配为1
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种降低分子束外延碲镉汞位错密度的方法及碲镉汞外延件，用以降低分子束外延碲镉汞位错密度。
2、本专利技术实施例的降低分子束外延碲镉汞位错密度的方法，包括：
3、将清洗后的硅衬底装入分子束外延设备的进样室中进行除水气处理；
4、对所述分子束外延设备中各个源炉进行除气处理，并在完成除气处理后进行源束流校正；
5、在完成源束流校正后，将完成除水气处理后的硅衬底送入所述分子束外延设备的生长室，进行一次性外延流程；
6、所述一次性外延流程包括：
7、步骤1：在完成除水气处理后的硅衬底上外延一层厚度位于100nm～500nm区间的碲化锌缓冲层；
8、步骤2：在所述碲化锌缓冲层的上方外延一层厚度位于2μm～5μm区间的碲化镉基底层；
9、步骤3：在所述碲化镉基底层的上方外延一层厚度位于0.5μm～2μm区间的碲化镉阻挡层；在所述碲化镉阻挡层的上方外延一层厚度位于0.1μm～0.5μm区间的碲化镉牺牲层，并执行退火工艺；
10、步骤4：在所述碲化镉牺牲层的上方外延一层厚度位于0.5μm～2μm区间的碲化镉阻挡层；在所述碲化镉阻挡层的上方外延一层厚度位于0μm～0.1μm区间的碲化镉牺牲层，并执行退火工艺；
11、步骤5：重复执行步骤4，直至所述碲化镉牺牲层的层数达到预设阈值；
12、步骤6：在所述碲化镉牺牲层的上方外延一层厚度位于2μm～5μm区间的碲化镉覆盖层；
13、步骤7：在所述碲化镉覆盖层的上方外延一层目标厚度的碲镉汞外延层。
14、本专利技术实施例的碲镉汞外延件，包括从下到上层叠排布的硅衬底、碲化锌缓冲层、碲化镉基底层、多层复合层、碲化镉覆盖层、以及碲镉汞外延层；所述复合层包括碲化镉阻挡层和碲化镉牺牲层；
15、所述碲镉汞外延件通过如上所述的降低分子束外延碲镉汞位错密度的方法制备而成。
16、采用本专利技术实施例，采用现有碲镉汞材料外延方式便可在外延过程中完成多层碲化镉材料的生长，同时在生长过程中完成退火操作，消除延伸至碲镉汞材料的位错。通过调节阻挡层和牺牲层循环数量调节材料失配位错密度。省去了离位退火工艺。不用额外增加设备就可进行更大尺寸材料生长及退火工艺。碲化镉总厚度可控制在合理范围内。
17、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
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1.一种降低分子束外延碲镉汞位错密度的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在多层所述碲化镉阻挡层的外延过程中，所述碲化镉阻挡层的外延温度逐渐增加。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在多层所述碲化镉牺牲层的外延过程中，所述碲化镉牺牲层的外延温度逐渐增加。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述外延温度逐渐增加的梯度为0.5℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碲化镉阻挡层的外延温度与所述碲化镉牺牲层的外延温度一致。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碲化镉阻挡层的外延温度与所述碲化镉牺牲层的外延温度均为280℃；
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碲化锌缓冲层的外延厚度为500nm；
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火工艺为500℃下退火5min。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值根据目标失配位错密度设置。
10.一种碲镉汞外延件，其特征在于，包括从下到上层叠排布
...【技术特征摘要】
1.一种降低分子束外延碲镉汞位错密度的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在多层所述碲化镉阻挡层的外延过程中，所述碲化镉阻挡层的外延温度逐渐增加。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在多层所述碲化镉牺牲层的外延过程中，所述碲化镉牺牲层的外延温度逐渐增加。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述外延温度逐渐增加的梯度为0.5℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碲化镉阻挡层的外延温度与所述碲化镉牺牲层的外延温度一致。
6.如权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李震，王丹，周睿，邢伟荣，折伟林，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：
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