Chemical polishing of CdZnTe substrates with achievement of surface morphology for synthesis of A2B6 solid solutions by molecular beam epitaxy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The structural perfection of the HgCdTe epitaxial layer with a minimum number of extended structural defects is ensured using the molecular beam epitaxy method, as well as growth on substrates matched to the crystal lattice parameter. CdZnTe (211)B substrates manufactured at Orion R&P Association JSC have a thickness variation (TTV) of less than 1.5 μm and a surface roughness of Ra = 0.45 nm (rms = 0.58 nm).

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Trofimov

Orion R&P Association JSC; MIREA — Russian Technological University

Author for correspondence.
Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

I. A. Denisov

Giredmet JSC

Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

M. B. Grishechkin

Giredmet JSC

Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

D. O. Tsaregorodcev

Orion R&P Association JSC

Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. E. Goncharov

Orion R&P Association JSC

Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

K. A. Gladysheva

Orion R&P Association JSC

Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

V. A. Malygin

Orion R&P Association JSC

Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

A. M. Kosyakova

Orion R&P Association JSC

Email: aa-trofimov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Rogalski A. Infrared detectors. CRC Press, 2019. 898 p.
  2. Бурлаков И.Д., Болтарь К.О., Кузнецов С.А. и др. // В кн.: Материалы XXVI Междунар. научно-техн. конф. по фотоэлектронике и приборам ночного видения. (Москва, 2022). 475 с.
  3. Сидоров Ю.Г., Дворецкий С.А., Варавин В.С. и др. // Физ. и техн. полупровод. 2001. Т. 35. № 9. С. 1092. // Sidorov Yu.G., Dvoretsky S.A., Varavin V.S. et al. // Semiconductors. 2001. V. 35. No. 9. P. 1092.
  4. Якушев М.В., Брунев Д.В., Варавин В.С. и др. // Физ. и техн. полупровод. 2011. Т. 45. № 3. С. 396; Yakushev M.V., Brunev D.V., Varavin V.S. et al. // Semiconductors. 2011. V. 45. No. 3. P. 396.
  5. Якушев М.В. Гетероэпитаксия ZnTe, CdTe и твердых растворов CdHgTe на подложках GaAs и Si. Дисс. … докт. физ.-мат. наук. Новосибирск: Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, 2011. 251 с.
  6. Базовкин В.М., Варавин В.С., Васильев В.В. и др. // УПФ. 2018. Т. 6. № 6. С. 501.
  7. Дворецкий С.А., Михайлов Н.Н., Варавин В.С. и др. // Тезисы докл. XXVI Междунар. научно-техн. конф. по фотоэлектронике и приборам ночного видения. (Москва, 2022). С. 66.
  8. Capper P. Mercury Cadmium Telluride. Growth, properties and applications. Wiley, 2011. 600 р.
  9. de Lyon T.J., Rajavel R.D., Roth J.A. et al. // In: Handbook of infrared detection technoloqies. Ch. 9. Elsevier Science, 2002. P. 309.
  10. Павлюк М.Д. Детекторные кристаллы на основе CdTe и CdZnTe для прямого счета рентгеновских и гамма-квантов. Дисс. … канд. физ.-мат наук. Москва: ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, 2020. 153 с.
  11. Трофимов А.А., Денисов И.А., Смирнова Н.А. и др. // УПФ. 2022. Т. 10. № 3. С. 289.
  12. Трофимов А.А., Денисов И.А., Гришечкин М.Б. и др. // Тезисы докладов ФОТОНИКА 2023. (Новосибирск, 2023). С. 24.
  13. Гришечкин М.Б., Денисов И.А., Силина А.А. и др. // Прикл. физ. 2014. № 5. С. 72.
  14. Grishechkin M.B., Denisov I.A., Silina A.A. et al. // Non-Ferrous Metals. 2016. No. 2. P. 23.
  15. Кузнецов И.А., Ларюшина Н.Н., Смирнов А.С. и др. Устройство для синтеза сверхтвердых материалов. Патент РФ № 2671731. 2017.
  16. Жуков Б.П. Энергетические конденсированные системы. Краткий энциклопедический словарь. М.: Янус-К, 1999. 595 с.
  17. ТУ 321212-001-07512007-2019 Микропорошок алмазный поликристаллический детонационный. АО «ГосНИИмаш».
  18. Трофимов А.А., Ухабин О.А., Смирнов А.С. и др. // УПФ. 2022. Т. 10. № 5. С. 459.
  19. Мирофянченко Е.В., Мирофянченко А.Е., Попов В.С. // Прикл. физ. 2020. № 2. С. 46.
  20. Moravec P., Höschl P., Franc J. et al. // J. Electron. Mater. 2006. V. 35. No. 6. P. 1206.
  21. Lauten O. Comparative study of CdZnTe substrates prepared by different methods. Master of science in physics and mathematics thesis. Norwegian University of Science and Technology, 2017.
  22. Kakkireni S. Сhemical polishing of cadmium zinc telluride (CdZnTe) and cadmium telluride (CdTe) for molecular beam epitaxy (MBE) applications. Master of science in mechanical engineering thesis. Washington State University, 2017.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Measurement of the surface roughness of a 30×30 μm2 area of the CdZnTe sample after prefinish polishing. At a length of 26 μm2, Ra = 1.55 nm, rms = 1.93 nm.

Download (32KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Evaluation of the surface morphology and roughness of a 337´282 μm2 area of the CdZnTe sample after final chemical-mechanical polishing. At a length of 330 μm2, Ra = 0.69 nm, rms = 0.80 nm.

Download (29KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Measurement of the surface roughness of a 15´15 μm2 area of the CdZnTe sample after final chemical-mechanical polishing. At a length of 21 μm, Ra = 0.45 nm, rms = 0.58 nm.

Download (38KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Results of preparation of commercially available CdZnTe substrates with crystallographic orientation (211) B for growing HgCdTe by MBE: substrate of size 20x20 mm2, atomic force microscope image of 5x5 μm2 region, rms = 0.44 nm (a); substrate of size 25x25 mm2 (Nippon, Japan), atomic force microscope image of 5x5 μm2 region, rms = 0.3 nm (in the center of the region), rms = 0.95 nm (taking into account Te precipitates) (b); substrate of size 15x15 mm2 (Nippon, Japan), atomic force microscope image of 20x20 μm2 region, rms = 1.0 nm (c).

Download (14KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences