本论文主要研究在Si基CdTe复合衬底上通过液相外延技术生长HgCdTe外延材料。　　 研究Si基碲镉汞外延技术的目的是为了获得超大规模碲镉汞红外焦平面器件所需的大面积碲镉汞外延材料，超大规模是第三代红外焦平面技术的主要特征之一，可大幅度提高红外探测器的目标分辨率。Si基碲镉汞材料除了解决材料尺寸受限的问题外，它还可同时解决碲镉汞芯片和Si读出电路的热失配问题和大幅度降低芯片成本的问题。目前，Si基碲镉汞外延材料的制备以分子束外延技术为主，存在的主要问题是位错腐蚀坑密度很高，在5～8×106个/cm3左右，这样的外延材料在长波器件应用时，位错将引起器件的漏电流增大，R0A减小，很难获得性能良好的焦平面器件。研究Si基液相外延技术的目的就是希望利用液相外延工艺抑制碲镉汞外延材料中位错的形成和延伸，但是到目前为止，关于在(211)B晶向的Si/CdTe衬底上进行HgCdTe液相外延的研究在国际上尚未见有文献报道，本项研究是首次对该技术进行探索性研究。　　 文中所采用的衬底是用分子束外延技术在Si衬底上生长的CdTe复合衬底，CdTe层的厚度在5～8μm之间。Si基液相外延所解决的关键技术包括衬底制备技术和低回熔的液相外延技术。衬底制备技术包括衬底的成形、Si材料表面的SiO2保护以及加工和制备过程中的CdTe表面的清洁保护等。对于生长工艺的改进，主要是考虑到CdTe缓冲层很薄，生长过程要控制在尽量不发生衬底回熔的温度范围内，同时还要尽量避免生长初期自发成核现象的产生。在本研究工作中，采用了一种改良的分步冷却生长工艺，基本上达到了这一要求。在对Si基碲镉汞液相外延工艺进行了一系列的改进后，成功获得了(211)B晶向的Si基HgCdTe液相外延材料。　　 通过对Si基碲镉汞液相外延材料性能的测试和评价，所获得的(211)B晶向液相外延的Si基HgCdTe材料的双晶半峰宽为60弧秒左右，材料的x射线貌相的测试结果显示材料具有良好且均匀的晶体结构。外延材料的组分厚度均匀性和碲锌镉基的材料相差不大。经P型热处理后，材料在77K下呈P型导电，载流子浓度和迁移率大致在7.5×1015cm-3和150cm2/Vs的水平。Si基HgCdTe液相外延材料位错腐蚀坑密度为5～8×105/cm2，比相同衬底上HgCdTe分子束外延材料的位错密度低了约一个数量级。　　 Si基HgCdTe液相外延材料的光电性能也得到了焦平面器件的演示验证，器件在77K下的零偏阻抗为4.58×108Ω。　　 Si基HgCdTe液相外延技术存在的主要问题是表面存在细微波纹和表面缺陷密度较高，表面波纹是由于外延沿(211)B表面进行所决定的，而表面缺陷则主要来自Si基复合衬底的表面缺陷及衬底加工工艺。前者是工艺的内在特性，只能通过改进工艺条件加以缓减，或通过对材料表面的加工处理来改善，而后者则可以通过工艺的改进来消除。　　 由此可见，Si基碲镉汞液相外延具有抑制材料位错的功能，并且不存在制约技术发展的本质性问题，因此，针对长波碲镉汞器件对低位错密度材料的需求，Si基碲镉汞液相外延技术将在Si基长波红外焦平面技术中发挥重要的作用。