碲化镉的点缺陷
摘要
碲化镉作为化合物半导体材料,其本身可以用于和X射线探测器、电阻器将、通讯设备和薄膜太阳能电池。其中,作为所谓的第三代太阳能电池,碲化镉薄膜太阳能电池已经有公司投入了产业化生产。但是,作为化合物半导体材料,点缺陷对其的影响很大,很可能引入非化学计量比,使得其性能发生改变。因此,化合物半导体的点缺陷对于其自身性能的影响十分大,要想是碲化镉真正的得到广泛的应用,就必须对其点缺陷进行全面的研究。本文简单介绍了碲化镉的本征点缺陷和外来点缺陷以及他们的相互作用。
关键字:碲化镉,点缺陷,形成能前言
碲化镉在室温具有146eV的禁带宽度,却其是直接带隙的半导体材料。因此,碲化镉作为太阳能电池器件的材料可以拥有高的吸收效率和能量转换效率。除此之外,碲化镉的碲和镉的相对原子序数比较大,因此碲化镉可以制作在室温下工作的和X射线的探测器。因此,碲化镉是一种很有前景的ⅡⅥ族化合物半导体。但是,碲化镉中经常含有本征点缺陷和杂质缺陷,形成载流子复合中心,减少非平衡载流子寿命,降低器件质量。因此,为了获得高质量的器件,对于碲化镉的缺陷的研究是必不可少的。要想通过气相法在基体上生长出高质量的复合材料,就一定需要适宜的生长环境,抑制缺陷的形成和扩散以及获得相对快速的的生长
f速度。要想实现前面所诉的两点,就要限制材料生长的条件,包括温度、分压、掺杂等。因此,这样生成的复合材料虽说满足了抑制缺陷和生长速度快这两个方面,但是最终的产物将很可能不能满足器件的需要,因此需要在生长过程的后面加上热处理的步骤。点缺陷在很大一个范围内影响着半导体材料的性能,因此对于半导体来说,点缺陷是一个十分重要的。然而,即使人们投入了大量的精力来研究半导体中的点缺陷,却还是有很多很难理解的问题没有被解决。特别是在化合物半导体中,由于本征缺陷的存在,使得化合物半导体很容易出现非本征化学计量比,使得为掺杂的化合物半导体也能表现出N型或P型半导体的特性,这使得点缺陷在化合物半导体中起到的作用更加复杂而难以研究。在晶体生长后面的热处理步骤中,就很容易产生大量的点缺陷,影响化合物半导体的电学性能。这篇综述从热力学上概述了半导体复合材料的缺陷结构,并从试验方法上阐述了如何控制半导体复合材料的缺陷结构。文章分为两个部分,第一个部分讲的是在热平衡条件在的点缺陷,并从基本原理出发解释缺陷的r