Growth of CdSe thin films using Hot Wall Epitaxy method and their photoelectrical characteristics

HWE방법에 의한 CdSe 박막 성장과 광전기적 특성

The CdSe thin films were grown on the Si(100) wafers by a hot wall epitaxy method (HWE). The source and substrate temperature are $600^{\circ}C$ and $430^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of epilayers was investigated by double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on the sample was measured by the van der Pauw method and studied on the carrier density and mobility dependence on temperature. From Hall data, the mobility was increased in the temperature range 30K to 150K by impurity scattering and decreased in the temperature range 150k to 293k by the lattice scattering. In order to explore the applicability as a photoconductive cell, we measured the sensitivity(${\gamma}$), the ratio of photocurrent to darkcurrent(pc/dc), maximum allowable power dissipation(MAPD), spectral response and response time. The results indicated that the photoconductive characteristic were the best for the samples annealed in Cu vapor compare with in Cd, Se, air and vacuum vapour. Then we obtained the sensitivity of 0.99, the value of pc/dc of $1.39{\times}10^{7}$, the MAPD of 335mW, and the rise and decay time of 10ms and 9.5ms, respectively.

HWE 방법에 의해 CdSe 박막을 (100)방향 Si 기판 위에 성장시켰다. 증발원과 기판의 온도를 각각 $600^{\circ}C$, $430^{\circ}C$로하여 성장시킨 CdSe 박막의 이중 결정 X-선 요동곡선(DCRC)의 반폭치(FWHM)값이 380 arcsec로 가장 작았다. Van der Pauw 방법으로 Hall 효과를 측정하여 운반자농도의 In n 대 (1/T)에서 구한 활성화에너지는 0.19eV로 측정되었다. Hall 이동도의 온도 의존성은 30K에서 150K까지는 $T^{3/2}$에 따라 증가하여 불순물산란에 기인하고, 150K에서 293K까지는 $T^{-3/2}$에 따라 감소하여 격자산란에 기인한 것으로 고찰되었다. 광전도셀의 특성으로 spectral response, 최대 허용소비전력(MAPD), 광전류와 암전류(pc/dc)의 비 및 응답시간을 측정하였다. Cu 증기분위기에서 열처리한 광전도셀의 경우, 감도(${\gamma}$)는 0.99, pc/dc은 $1.39{\times}10^{7}$, 그리고 최대 허용소비전력(MAPD)은 335mW, 오름시간(rise time)은 10ms, 내림시간(decay time)은 9.5ms로 가장 좋은 광전도 특성을 얻었다.