MBE법으로 성장된 CdTe(211)/Si 기판을 이용한 MOVPE HgCdTe 박막의 특성 향상

Abstract

MBE 방법으로 Si 기판위에 성장된 CdTe(211) 박막위에 MOVPE 법으로 HgCdTe 박막을 성장하였다. 성장된 박막의 표면은 hillock 등의 결함이 없는 매우 균일한 형상을 보였다. HgCdTe 박막표면의 EPD(etch pit density) 및 (422) 결정면의 이중 결정 x-선 회절 피크의 반치폭으로 본 결정성은 GaAs 기판위에 성장된 HgCdTe 박막에 비하여 우수하였다. GaAs 기판 위에 MOVPE 법으로 성장된 HgCdTe는 기판처리 과정에서 유입된 p-형 불순물로 인해 p-형 전도성을 나타내었으나 (211)CdTe 기판 위에 성장된 박막은 77K에서 <TEX>$8{\times}10^{14}/cm^3$</TEX>의 운반자 농도를 갖는 n-형 전도성을 보였다. 본 연구의 결과는 최근 요구되고 있는 <TEX>$1024{\times}1024$</TEX>급 이상의 화소를 갖는 대면적 HgCdTe 적외선 소자 제작에 널리 적용될 것으로 판단된다. We report the growth of HgCdTe by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE), using (211)B CdTe/Si substrates grown by molecular beam epitaxy (MBE). The surface morphology of these films is very smooth with hillock free. The etch pit densities (EPD) and full widths at half maximum (FWHM) of x-ray rocking curves exhibited that the crystalline quality of HgCdTe epilayer on MBE grown CdTe/Si was improved compare to HgCdTe on GaAs substrate. The Hall parameters of undoped HgCdTe layers on CdTe/Si showed n-type behavior with carrier concentration of <TEX>$8{\times}10^{14}/cm^3$</TEX> at 77K. But HgCdTe on GaAs showed p-type conductivity due to in corporation of p-type impurities during GaAs substrate preparation. It is thought that these results are applicable for large area HgCdTe forcal plane arrays of <TEX>$1024{\times}1024$</TEX> format and beyound.