Si基PbSe薄膜CdSe缓冲层制备研究

发布时间：2024-01-28 09:12

　　作为Ⅳ-Ⅵ族半导体的典型代表,硒化铅(PbSe)属于直接带隙半导体,常温下的禁带宽度为0.27eV,常用于红外探测,PbSe薄膜制备一直就是热门研究方向。在PbSe薄膜生长研究中,为了实现红外焦平面阵列与读出电路的单片集成,大量的工作是在探索Si基片表面的PbSe薄膜生长技术,虽然,也取得了一定进展,但由于晶格常数差异巨大,PbSe薄膜质量仍然不高。GaSb与PbSe同属于立方晶体结构,其晶格常数均约为6.1?,且大尺寸GaSb单晶技术已经成熟,采用GaSb单晶作基片应可生长出高质量PbSe薄膜。无论是采用Si做基片,还是采用GaSb做基片,在生长硒化物薄膜时,一个必须考虑的问题是:在富Se环境下,Si单晶和GaSb单晶表面都将与Se产生严重的化学反应,因此,探索合适的缓冲层材料就成为PbSe薄膜生长的重要研究任务。作为Ⅱ-Ⅵ半导体的重要一员,CdSe在光电子领域具有重要价值,由于与PbSe同属硒化物材料,且均可采用分子束外延技术进行生长,故本论文选择CdSe作为缓冲层,采用分子束外延为技术手段,探索在Si单晶及GaSb单晶表面生长高质量PbSe薄膜的技术方案,为此,论文开展了以下几方...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 红外探测器的概述
        1.2.1 红外探测器的发展历程
        1.2.2 红外光子探测器的材料系统
    1.3 6.1?家族半导体材料介绍
        1.3.1 PbSe材料简介
        1.3.2 CdSe材料简介
        1.3.3 GaSb材料简介
    1.4 论文主要研究方向与内容
第二章 实验原理与性能测试方法简介
    2.1 分子束外延(MBE)
        2.1.1 MBE设备简介
        2.1.2 薄膜的生长过程概述
        2.1.3 薄膜生长的三种模式
    2.2 材料测试表征方法介绍
        2.2.1 X射线衍射
        2.2.2 X射线光电子能谱分析
        2.2.3 扫描电子显微镜
        2.2.4 透射电子显微镜
        2.2.5 器件电学性能测试
第三章 Cd Se衬底上生长Pb Se薄膜研究
    3.1 CdSe/PbSe薄膜的制备
    3.2 CdSe/PbSe薄膜表征
        3.2.1 CdSe/PbSe薄膜的TEM截面测试
        3.2.2 CdSe/PbSe薄膜的XRD测试
    3.3 CdSe/PbSe薄膜电学性能测试
    3.4 本章小结
第四章 Cd Se薄膜的分子束外延生长
    4.1 Si(100)衬底上的Cd Se薄膜生长
        4.1.1 CdSe薄膜生长温度探索
        4.1.2 Se源温度对Cd Se薄膜质量影响
    4.2 GaSb基片表面的Cd Se薄膜生长
    4.3 本章小结
第五章 Cd Se缓冲层对Pb Se薄膜生长的影响
    5.1 PbSe薄膜的生长及微观结构特性表征
    5.2 PbSe薄膜的电学性能测试
    5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3887483