利用Hg1-xCdxTe本征区反射峰确定其截止波数和组分.pdfVIP

第17卷第3期 红外与毫米波学报 Voj．17。No．3 1998年6月 Millim．Waves June，1998 J．Infrared 截止波数和组分* 李向阳。 胡晓宁 朱文娟。 陆慧庆 赵 军 龚海梅 方家熊 (中国科学院上海技术物理研究所，传感技术国家重点实验室，上海，200083) 摘要 利用FTIR光谱仪测量了一组Hg，。C出Te样品的透射和反射光谱，利用透射测量确定 样品的组分．在反射光谱中明显地观察到一个反射极大点．考虑直接带隙样品的吸收系数以及 K—K关系，理论分析得到反射极大点出现的范围为E。壳‰2疋．通过反射极大点的波数与截 止波数的比较，得出两者之间存在正比关系的结论，其比例常数为1．092． 关键词碲镉汞，反射峰，截止波数，组分． 引言 波段的本征型红外探测器．由于禁带宽度决定器件的截止波长，因此要使器件对某一特定波 段有较好的响应就必须选择合适的禁带宽度，即选择合适的组分z和温度丁[1’2]．为此，准确 判定Hg。一，Cd。Te的组分及截止波长是十分必要的． 以密度法为代表，准确度较差；间接法以傅里叶变换红外(FTIR)透射法为代表，它是测量 Hg．。Cd。Te晶片组分的常用方法．然而，如果样品很薄或者加载在衬底上，由于干涉以及衬 底等的影响，测量结果就不容易分析计算． 我们在透射法基础上用反射法进行了测量，提出了利用反射峰位确定晶片组分和截止 波长的方法，并给出了经验公式，分析表明该方法能在一定程度上克服透射法的缺点． 1 Hg。一。cd。Te的本征区附近的透射和反射光谱的测量 Heater Hg，一：Cd。Te样品是采用移动加热器法(TravellingMethod)生长的体材料．晶 片经常规霍耳测试后，再经过粗磨、精抛、腐蚀，然后进行透射和反射光谱的测量．样品的厚 FTs175 度一般在600～700肛m．用BIO—RADFTI光谱仪进行透射测量，反射光谱则是由 NICOLET 750 Mangna—IRTMSpectrometerFTIR的室温红外显微镜测得的．我们在参考文 献[3]中曾详细沦述了关于透射光谱的测量和分析结果，这里给出最后结果和一条典型的曲 线，分别见表1和图1的曲线1．反射测量时，样品置于可动平台之上，入射光束聚焦于样品 表面，中心线与样品的法线方向成40。角．反射光被光学系统收集回仪器内部，图2是光路示 *山东大学红外遥感研究室，山东，济南，250100 稿件收到日期1997—11—24，修改稿收到日期1998一02—10 意图．每次测量都仔细调节聚焦的位置使得仪器采到的信号最大，然后开始测量．测量采用 同一样品的反射谱．由图可以明显地看出反射比存在一个极大值．我们发现这个极大值所在 波数位置与Hg，一。Cd。Te组分有关，因此可以用来确定样品的组分．样品的反射极大所在位 置的波数与计算得到的样品截止波数都列于表1，以便比较．需要说明的是，由于反射光谱 是用红外显微镜测量的，因此，即使我们采用大的通光孔径，样品表面所聚焦的光斑直径通 常也小于1mm，仍无法与透射方法的大光斑相比．事实上，这正是显微镜测量的优点：可以 测量有关量的面分布．这就存在着一个微区测量与大面积测量的可比性问题，幸运的是我们 采用样品的横向组分均匀性比较好，在测量中选取不同的区域进行反射测量，同一样品的反 射峰位基本保持不变． 表1用透射法确定的组分以及透射和反透射测量结果的部分特征数值 Tablel obtainedfromthetransmittanceme蜗urment蚰dsomech盯懿teriStic Composition valuesoftransmitanceandreflectance