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不同靶间距下非晶态碲镉汞薄膜生长及厚度均匀性研究
摘要：
本研究主要探讨不同靶间距下非晶态碲镉汞（CdHgTe）薄膜生长的影响以及薄膜厚度均匀性。利用射频磁控溅射技术，在不同的靶间距下制备了CdHgTe薄膜，并通过X射线衍射、场发射扫描电镜等表征方法对薄膜进行分析。结果显示，在较短的靶间距下，薄膜的结晶性和表面平整度都明显提高，但厚度分布不均匀。而在较长的靶间距下，薄膜厚度均匀性较好，但结晶性和表面平整度较差。研究结果可为CdHgTe薄膜在光电子学等领域的应用提供参考。
关键词：射频磁控溅射；碲镉汞；薄膜生长；靶间距；厚度均匀性
引言：
碲镉汞（CdHgTe）是一种重要的红外材料，因其在红外光谱范围内具有大的吸收系数和高的探测性能而被广泛应用于红外探测器、激光雷达和太赫兹波等领域。在制备CdHgTe材料中，薄膜技术是一种较为有效的制备方法。然而，薄膜的厚度均匀性是影响CdHgTe薄膜性能和应用的重要因素之一，因此研究薄膜厚度均匀性的控制方法具有重要的意义。
本研究采用射频磁控溅射技术，在不同的靶间距下制备了CdHgTe薄膜，并通过各种分析方法对薄膜进行表征和分析。
实验方法：
在实验中，采用射频磁控溅射技术在SiO2基底上制备CdHgTe薄膜，采用了4种不同的靶间距分别为3cm、4cm、5cm和6cm。在制备过程中，氩气作为气体载体，保持气压在3×10-3Torr。薄膜厚度测量使用表面形貌仪，薄膜结构分析使用X射线衍射，表面形貌分析使用场发射扫描电镜。
结果与分析：
通过X射线衍射结果可以看出，所有薄膜都为非晶态结构，但是随着靶间距的增加，薄膜结晶度显著提高。场发射扫描电镜结果显示，薄膜表面形貌与结晶度有密切关系，较长的靶间距下薄膜表面平整度较差，而较短的靶间距下薄膜表面平整度显著提高。
薄膜厚度分布均匀性方面，可以看到，在较短的靶间距下，薄膜的厚度分布不均匀，尤其是离靶子较远处的区域，薄膜厚度偏小；而在较长的靶间距下，薄膜的厚度分布相对比较均匀，符合期望的薄膜结构。
结论：
本研究通过射频磁控溅射技术在不同的靶间距下制备了CdHgTe薄膜，并对薄膜结构、表面形貌和厚度均匀性进行了研究。结果表明，薄膜的结晶性和表面平整度会随着靶间距的增加而提高，但是薄膜厚度分布均匀性会降低。因此，在制备CdHgTe薄膜时需要权衡不同参数的影响，以达到最优的性能。
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