[发明专利]一种在CdZnTe衬底上制备Ⅳ－Ⅵ族半导体单晶薄膜的方法

摘要

一种在CdZnTe衬底上制备IV－VI族半导体单晶薄膜的方法，是在分子束外延装置中，采用分子束外延生长方法，在不同生长温度(200～425℃)下，利用不同IV－VI族化合物分子束源，在CdZnTe单晶衬底材料上外延生长单晶薄膜，所述CdZnTe衬底具有通式Cd_1－xZn_xTe，式中X＝0～0.3，是通过垂直布里奇曼方法生长或气相输运生长，沿[111]晶向或[100]晶向切割而成，通过Al₂O₃粉末机械抛光，然后用1∶100的溴甲醇化学抛光。本发明可实现异质结，量子阱和超晶格等器件结构的可控生长。

主权项

1、一种在CdZnTe衬底上制备IV-VI族半导体单晶薄膜的方法，是在分子束外延装置中，采用分子束外延生长方法，在不同生长温度下，利用不同IV-VI族化合物分子束源，其特征是：在CdZnTe单晶衬底材料上外延生长单晶薄膜，所述CdZnTe衬底具有通式Cd1-xZnxTe，式中X＝0～0.3，制备工艺步骤如下：1)、将化学抛光的CdZnTe单晶衬底装入进样室的衬底架，用分子泵抽进样室，真空至≤5×10-5Pa，在进样室，加热衬底至150～200℃，除气30分钟；2)、将衬底在室温下用磁力传输杆传入到准备室中，在将衬底加热到350℃除气30分钟；对装有不同分子束蒸发源的各束源炉进行除气，将束源炉升温至所需温度，除气温度为高于生长用束源炉的温度15℃，除气时间10～15分钟，并用离子规测量束流大小，通过调节束源炉温度控制分子束束流大小；3)、待衬底除气后，并降至室温，将准备室中衬底传入到生长室中，用闸板阀隔离生长室和准备室，生长室抽真空至≤5×10-8Pa的超高真空度；4)、在生长室加热衬底，当生长温度加热到350℃时，打开Te束源炉，在Te气体氛围下加热衬底到600℃；5)、当衬底加热温度到达600℃，保持5分钟除气；6)、将衬底温度调节到所需温度200～550℃，打开衬底旋转电机，控制转速在1～40转每分钟，打开其他束源炉挡板，开始生长；7)、当单晶薄膜生长达到预期厚度时，结束生长，关闭其他束源炉挡板，衬底温度降至350℃，关闭Te束源炉，温度降至室温，取出生长的样品。