[發明專利]一種在CdZnTe襯底上制備Ⅳ－Ⅵ族半導體單晶薄膜的方法

無效

• 申請號: 200810060092.7
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101236905A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 吳惠楨;斯劍霄;徐天寧
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L21/363
• 分類號: H01L21/363;C30B23/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 盛輝地

1、一種在CdZnTe襯底上制備IV-VI族半導體單晶薄膜的方法，是在分子束外延裝置中，采用分子束外延生長方法，在不同生長溫度下，利用不同IV-VI族化合物分子束源，其特征是：在CdZnTe單晶襯底材料上外延生長單晶薄膜，所述CdZnTe襯底具有通式Cd_1-xZn_xTe，式中X＝0～0.3，制備工藝步驟如下：

1)、將化學拋光的CdZnTe單晶襯底裝入進樣室的襯底架，用分子泵抽進樣室，真空至≤5×10^-5Pa，在進樣室，加熱襯底至150～200℃，除氣30分鐘；

2)、將襯底在室溫下用磁力傳輸桿傳入到準備室中，在將襯底加熱到350℃除氣30分鐘；對裝有不同分子束蒸發源的各束源爐進行除氣，將束源爐升溫至所需溫度，除氣溫度為高于生長用束源爐的溫度15℃，除氣時間10～15分鐘，并用離子規測量束流大小，通過調節束源爐溫度控制分子束束流大小；

3)、待襯底除氣后，并降至室溫，將準備室中襯底傳入到生長室中，用閘板閥隔離生長室和準備室，生長室抽真空至≤5×10^-8Pa的超高真空度；

4)、在生長室加熱襯底，當生長溫度加熱到350℃時，打開Te束源爐，在Te氣體氛圍下加熱襯底到600℃；

5)、當襯底加熱溫度到達600℃，保持5分鐘除氣；

6)、將襯底溫度調節到所需溫度200～550℃，打開襯底旋轉電機，控制轉速在1～40轉每分鐘，打開其他束源爐擋板，開始生長；

7)、當單晶薄膜生長達到預期厚度時，結束生長，關閉其他束源爐擋板，襯底溫度降至350℃，關閉Te束源爐，溫度降至室溫，取出生長的樣品。

2、根據權利要求1所述的在CdZnTe襯底上制備IV-VI族半導體單晶薄膜的方法，其特征是：所述的CdZnTe襯底，沿[111]晶向或[100]晶向切割而成，通過Al₂O₃粉末機械拋光，而后用1∶100的溴甲醇化學拋光。

3、根據權利要求1所述的在CdZnTe襯底上制備IV-VI族半導體單晶薄膜的方法，其特征是：生長程序的編制和生長的過程均可由計算機進行控制，生長過程中襯底的旋轉速度1～10轉每分鐘，束源爐溫度波動不高于±0.5℃，襯底生長溫度波動不高于±1℃。

4、根據權利要求1或2所述的在CdZnTe襯底上制備IV-VI族半導體單晶薄膜的方法，其特征是：對單晶襯底化學拋光，先用1∶100的溴甲醇化學腐蝕10～30秒，然后用去離子水沖洗15分鐘，取出后在垂直層流凈化工作臺中用氮氣吹干凈，馬上裝入進樣室。

5、根據權利要求1所述的在CdZnTe襯底上制備IV-VI族半導體單晶薄膜的方法，其特征是：IV-VI半導體單晶薄膜：PbSe，PbTe，SnSe，SnTe，PbSrSe，PbSrTe，PbSnSe，PbSnTe，PbEuSe，PbMnSe，PbMnTe，PbMnSeTe，PbSe/PbSrSe，PbTe/PbSrTe，PbTe/PbMnTe，PbTe/PbSnTe，PbSe/PbEuSe量子阱、超晶格的一種。

6、根據權利要求1所述的在CdZnTe襯底上制備IV-VI族半導體單晶薄膜的方法，其特征是所述的打開束源爐擋板，同時打開2只束源爐擋板，生長PbSe、PbTe二元系IV-VI半導體單晶薄膜材料；同時打開3只束源爐擋板，生長PbSrSe、PbMnTe三元系IV-VI半導體單晶薄膜材料；同時打開4只束源爐擋板，生長PbMnSeTe，PbSrTeSe四元系IV-VI半導體單晶薄膜材料。