Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 417-422 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:01977001202041700

Structure and properties of sputter-deposited CdTe

W.T. Pawlewicz, R.P. Allen, H.G. Barrus et N. Laegreid

Battelle Northwest Laboratory Richland, Washington, U. S. A.

Abstract
CdTe films were sputter deposited in thicknesses of 2 to 10 μm using systematically selected deposition conditions. Crystal structure was controllably varied from sharp hexagonal (wurtzite), to highly faulted, to sharp cubic (sphalerite). Electrical resistivity was controllably varied from 10 4 to 108 Ω.cm for p-type material and from 106 to 108 Ω.cm for n-type films. Infrared transmission characteristics for wavelengths near the band edge were controllably varied from highly transparent to highly absorptive. The variation in both the structure and properties of the deposited films was shown to result from the influence of sputter deposition parameters on film composition (stoichiometry). Deposition parameters which influence grain size in the polycrystalline films were established, and grain sizes ranging from 0.2 to 3 μm were produced. Control of the electrical properties of the films by doping with several different acceptor impurities was only slightly successful.

Résumé
Des films minces de CdTe d'épaisseur comprise entre 2 et 10 μm ont été préparés par pulvérisation cathodique dans des conditions expérimentales bien définies. Nous pouvons préparer d'une manière contrôlée des cristaux allant d'une structure fortement hexagonale (wurtzite) à un arrangement cubique (sphalérite) en passant par un milieu désordonné. La résistivité des cristaux peut être choisie entre 104 et 108 Ω.cm pour les films de type p et de 106 à 108 Ω.cm pour le type n. La transmission infra-rouge pour des longueurs d'ondes proches de la largeur de bande peut être rendue très grande ou au contraire très faible. Ces variations de propriétés physiques résultent des différences introduites au moment de la croissance des films qui conduisent à des compositions différentes (stoechiométrie). Les conditions de croissance qui déterminent les dimensions des grains ont été étudiées, des dimensions allant de 0,2 à 3 μm ont été obtenues. Une tentative de dopage de ces couches par différents accepteurs s'est soldée par des résultats peu encourageants.

PACS
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
7220F - Low field transport and mobility: piezoresistance semiconductors/insulators.
7280E - Electrical conductivity of III V and II VI semiconductors.
7360F - Electronic properties of semiconductor thin films.
7830G - Infrared and Raman spectra in inorganic crystals.
7865J - Optical properties of nonmetallic thin films.
8115C - Deposition by sputtering.
0520F - Chemical vapour deposition.
2520D - II VI and III V semiconductors.

Key words
cadmium compounds -- electronic conduction in crystalline semiconductor thin films -- II VI semiconductors -- infrared spectra of inorganic solids -- light transmission -- semiconductor thin films -- sputtered coatings -- selected deposition conditions -- hexagonal -- wurtzite -- highly faulted -- cubic -- sphalerite -- p type material -- n type films -- film composition -- stoichiometry -- grain size -- sputter deposited CdTe -- 2 to 10 microns thick -- crystal structure -- electrical resistivity -- IR transmission characteristics -- wavelengths near band edge -- polycrystalline films