Abstract
本文主要是以三溫區滑觸式液相疊晶法成單層及雙層之Ｈｇ1-xＣｄxＴｅ疊晶，並研究經硼離子佈植後之Ｈｇ0.7Ｃｄ0.3Ｔｅ的各種熱處理效應。經由本實驗系統設計之汞壓補償裝置ＴＡＣ（雙臂石英蓋）的控制，成長Ｘ＝０•２之疊晶的再現性高達ΔＸ＝０•００２；並得汞槽溫度（ＴHg）對疊晶成份的影響為０•００７╱℃；過冷度對疊晶成份的影響為０•００３╱℃。在一系列的不同長晶溫度研究，發現以４５０℃及４２５℃成長所得疊晶，其縱向成份分佈較均勻，且疊晶層與基座間的界面寬較窄；基座ＣｄＴｅ（１１１）的選擇則以（１１１）Ｂ面及較小的偏差角度可得孔洞少且較平滑的疊晶表面。對低Ｘ值之Ｈｇ1-xＣｄxＴｅ；０•２７＞Ｘ＞０•１８；其剛長出時７７Ｋ下的電性皆為Ｐ型，經短時間的隨爐熱處理後，可得Ｎ型之電性。溶液經加碳除氧後，長得之疊晶在７７Ｋ的電性亦為Ｐ型，但Ｈａｌｌ濃度有降低趨勢，移動率有升高之趨熱；經短時間隨爐熱處理後，其電性仍為Ｐ型，濃度降至１?２x１０ ㎝ ，移動率高達４２０?５１０ｃ㎡╱Ｖ.sec。對高Ｘ值之Ｈｇ1-xＣｄxＴｅ疊晶成長，均質化溫度對其表面金相有明顯的影響，經實驗結果得：較高的均質化溫度可得品質較佳之疊晶層。對０•４１＞Ｘ＞０•３７之Ｈｇ1-xＣｄxＴｅ疊晶，其剛成長出來之７７Ｋ電性為Ｐ型。經Ｂ與Ｉｎ的摻雜研究，發現前者效應低且品質差，後者則可得２x１０ ㎝ 的Ｈａｌｌ濃度及２７８０ｃ㎡╱Ｖ.sce之移動率。在Ｎ+-Ｐ異質接合方面，以適當的過冷度及冷卻速率，可得不同成份之雙層疊晶；在１０分鐘的第二層成長時間，其雙層疊晶接合寬度約１•１μｍ，第二層疊晶厚約５μｍ。Ｎ＋層之濃度可控制在６x１０ ㎝ 到６x１０ ㎝ 。Ｐ層的濃度可控制在５x１０ ㎝ 到５x１０ ㎝ 。在Ｈｇ0.7Ｃｄ0.3Ｔｅ的硼離子佈植研究，對高佈植量之晶片，其７７Ｋ電子Ｈａｌｌ濃度隨著熱處理溫度升高，有先下降而後再上升之趨熱；對低佈植量之晶片，在３７５℃以下之同溫熱處理均可得到Ｎ型之電性，且其濃度變化隨著熱處理溫度增加而下降，在３７５℃以上的同溫熱處理則得到Ｐ型之電性；在雙溫壓熱處理方面得到，當晶片溫度高於４００℃，其熱處理後之電性皆為Ｐ型，當晶片溫度低於４００℃時，其熱處理後之電性皆為Ｎ型，而在４００℃熱處理時，Ｎ、Ｐ互見，過高或過低之汞空位濃度均會產生Ｐ型電性，介於之間則可得Ｎ型電性。由缺陷化學之理論推導，得到Ｈａｌｌ濃度（ＮH ）與熱處理溫度，汞空位濃度，及硼離子佈植量之關係為：〔ＮH〕＝ ( 圖表省略)．