[发明专利]一种去除碲镉汞界面层的霍尔样品制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及碲镉汞外延材料特性评价与控制技术，具体是指去除碲镉汞界面层的霍尔样品制备方法。

背景技术

红外焦平面技术的发展带动了碲镉汞外延材料的发展，相对传统的体材料而言，碲镉汞外延材料有着均匀度高，制备方便等一系列优点而备受青睐。作为光电探测器使用的碲镉汞材料，要求对材料的导电类型和载流子浓度等电学性质进行控制，在测试技术上，霍尔效应是半导体材料中一种常规的测量技术，被用来测量材料的电学性能。

碲镉汞外延材料的基本电学参数包括导电类型，载流子浓度及迁移率，一般可直接通过霍尔测试获得。然而，由于碲镉汞材料的特殊性，经常会出现“反常的霍尔效应”，即：霍尔测试的结果并不能真实反映材料的电学性能，原本为p型的材料，在测试中霍尔系数表现n型的特性，而所得迁移率又与典型n型材料的迁移率不一致。这样，获得的霍尔系数及迁移率与真实电学参数相差巨大，这一现象严重影响碲镉汞材料真实电学性质的标定。

对碲镉汞材料的研究表明，上述的现象主要原因是碲镉汞外延薄膜中反型层的存在。见文献：W.Scoot，Journal of Applied Physics 1971，42(2)pp803-808和L.F.Lou，Journal of Applied Physics 1984，56(8)pp2253-2267。反型层一般存在于界面或表面，由于碲镉汞电子与空穴的迁移率相差巨大，大约在2个量级左右，在液氮温度下的测试中，存在于反型层的电子经常主导了材料的电学性质，使得测试结果并不能反映碲镉汞材料的真实电学性质。外延生长过程中，由于碲锌镉衬底的玷污等因素，经常导致衬底与外延层薄膜之间存在着界面层。相对于表面来说，由于碲锌镉衬底的存在，界面层更难去除，而界面层的存在经常影响着材料电学参数的标定，这对工艺的调整及改进存在着误导作用。

发明内容

基于上述霍尔测试中存在的问题，本发明的目的是提供一种工艺简单、操作快捷以及对碲镉汞外延层材料无损伤的去除碲镉汞界面层的霍尔样品制备方法。

本发明包括使用抗腐蚀基底、抗腐蚀黏胶及选择性腐蚀剂。通过抗腐蚀黏胶将外延层的表面粘在抗腐蚀基底上，使用选择性腐蚀剂腐蚀碲锌镉衬底而不对外延层产生损伤，从而去除可能存在的界面层。通过霍尔测试，比较由此所得样品与未去除衬底的碲镉汞外延层霍尔测试结果，从而判定界面层的存在与否，真实标定碲镉汞材料的电学参数。

上述技术方案的碲镉汞界面层去除的方法如下：

1)采用常规清洗碲镉汞外延层的方法清洗抗腐蚀基底和碲镉汞外延层材料，保持材料及抗腐蚀基底表面的清洁。抗腐蚀基底选用1～3mm厚的宝石片。

2)使用抗腐蚀黏胶，将清洗干净的碲镉汞外延材料与抗腐蚀基底粘紧，并放于烘箱中烘干，使碲镉汞外延材料与抗腐蚀基底紧密接触。

3)使用选择性腐蚀剂，去除碲锌镉衬底。选择性腐蚀剂选用盐酸、硝酸和重铬酸钾，其摩尔配比为：盐酸∶硝酸∶重铬酸钾＝30-80∶20-60∶1-5。

4)采用溴甲醇溶液腐蚀去除碲锌镉衬底的外延层材料，消除可能存在的界面层。溴甲醇选用1‰～5％的溴甲醇稀释溶液。

本发明可以有效的去除碲镉汞材料存在的界面层，具有工艺简单、操作快捷以及对材料没有损伤的特点，解决了长久以来由于衬底的存在无法排除碲镉汞界面层的难题，通过后续的霍尔测试，可以正确标定碲镉汞材料电学参数，这对碲镉汞外延技术的改进有着重要意义。

附图说明

图1是粘贴在抗腐蚀基底上的碲镉汞外延材料及碲锌镉衬底。

图2为去除衬底的碲镉汞材料。

图3为碲镉汞霍尔样品材料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步的详细说明：

A.从外延层薄膜切割适合霍尔测试大小的材料(5～7mm×5～7mm)。

B.对碲镉汞外延材料和抗腐蚀基底4进行清洗，采用三氯乙烯及丙酮，去除材料表面可能的玷污，保持材料及抗腐蚀基底4表面的清洁。

C.使用抗腐蚀黏胶3，在抗腐蚀基底4上涂匀，将碲镉汞外延材料正面2粘在抗腐蚀基底4上上，此时碲锌镉衬底1朝上，使抗腐蚀基底4与碲镉汞外延材料正面2紧密接触，粘紧后放置于烘箱中烘干24h。

D.使用选择性腐蚀剂。具体配比为：15ml盐酸，15ml硝酸，2g重铬酸钾。将图1的样品放入腐蚀剂中，轻轻晃动，过程中，腐蚀剂只对碲锌镉衬底进行腐蚀而不损坏外延层。观察腐蚀是否彻底。