[实用新型]用于碲镉汞气相外延生长的多功能石墨舟

说明书

技术领域

本专利涉及一种用于碲镉汞气相外延生长的多功能石墨舟设计，具体涉及一种多功能石墨舟，它适用于红外碲镉汞材料的气相外延生长，特别适用于异型形貌、异型尺寸、多片碲镉汞材料气相外延生长。为碲镉汞选择区域生长奠定了基础，该方法可以应用于短波、中波和长波碲镉汞等温气相外延领域。

背景技术

碲镉汞气相外延的生长是根据等温气相外延原理进行薄膜的生长[S.H.Shin,E.R.Gertner,J.G.Pasko,et al.Isothermal vapor-phase epitaxy of HgCdTe on CdTe and Al₂O₃substrates[J].J.Appl.Phys.1985,57(10):4721-4726]。对于等温气相外延的生长原理实际包括两个过程：即生长过程和扩散过程。生长过程是HgTe沉积到CdTe上形成外延层，而这种生长的驱动力来自于HgTe源的汞压P_Hg和碲压 均大于CdTe衬底表面的汞压和碲压即满足公式(1)条件时即可发生外延，这时外延以生长为主，外延材料表面组分较低，但在衬底表面也在同时发生扩散过程，扩散过程是外延在CdTe衬底上的HgTe薄膜在CdTe上进行互扩散。当HgTe源的汞压P_Hg和碲压均小于CdTe衬底表面的汞压和碲压 时生长过程停止，扩散过程占主导，因此外延层表面组分开始升高，继而HgTe源的汞压P_Hg和碲压又开始大于CdTe衬底表面的汞压和碲压生长又占主导，如此反复，最后根据生长时间、生长温度、源材料的量、汞压等变量的调节，形成所设计组分的Hg_1-xCd_xTe材料，如公式(2)。

PHg>PHge(x),PTe2>PTee(x),---(1)]]>

(1-x)Hgg+12Te2g+xCdTeg→Hg1-xCdxTe---(2)]]>

在等温气相外延中涉及石墨舟的运用，一个高纯、高密闭性石墨舟的设计决定了气相外延的成败，一个多功能的石墨舟可以实现多片、异型片以及异型外延形貌的生长。

本专利拟采用碲镉汞气相生长技术，运用本专利发明的多功能石墨舟实现高质量碲镉汞外延材料的生长，为多片、异型片以及异型外延形貌的碲镉汞材料生长提供一种有效手段。

发明内容