Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 573-577 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:01980001503057300

Epitaxial growth of CdTe oriented thin films, infrared characterization and possible applications to photo-voltaic cells

X. Gerbaux¹, A. Pianelli², A. Hadni¹, C. Jeanniard¹ et P. Strimer<sup>1

1</sup>  Laboratoire Infrarouge Lointain. ERA, C.N.R.S., n° 14. Université de Nancy I, C.O. n° 140, 54037 Nancy Cedex, France
²  Laboratoire de Métallurgie. LA, C.N.R.S., n° 159. Institut National Polytechnique de Lorraine. Parc de Saurupt, 54042 Nancy Cedex, France

Abstract
The growth of CdTe oriented thin films by the ENSH method - i.e. Epitaxial Nucleation in Sub-microscopic Holes of an intermediate layer closely applied on a bulk single crystal - has been recently described. The CdTe films are generally difficult to detach from the bulk crystal. However free films are needed to study the infrared transmission in the spectral region of high absorption. To get them, the vitreous or amorphous thin intermediate layers are substituted by quite soluble an oriented NaCl layer grown from phase vapour on a (111) CdTe bulk crystal surface. The X-ray diffraction and Laue patterns show that the CdTe thin film grown on the NaCl intermediate layer is (111) oriented, and also the NaCl layer which covers the (111) CdTe bulk crystal surface. The far infrared transmission spectra obtained through the oriented CdTe films give directly the TO phonon frequency for q = 0 with accuracy.

Résumé
Des films minces orientés de CdTe, d'épaisseur comprise entre 0,1 et 10 μm, sont obtenus par épitaxie en phase vapeur. Le substrat est un monocristal de CdTe cubique dont la face (111), polie mécaniquement et décapée chimiquement, est préalablement recouverte d'une couche épitaxique mince de NaCl. Les films épitaxiques de CdTe obtenus sur ce substrat sont détachés par dissolution de NaCl dans l'eau. Les diffractogrammes de rayons X et les clichés de Laue montrent que les films de CdTe et de NaCl sont cristallisés dans le système cubique et sont orientés parallèlement aux plans (111). La densité de porteurs libres de chaque film de CdTe est calculée à partir de sa fréquence de plasma qui est donnée par son spectre de transmission infrarouge lointain. La mobilité des porteurs est calculée en fonction de la résistivité électrique du film et de sa densité de porteurs.

PACS
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
7240 - Photoconduction and photovoltaic effects: photodielectric effects.
7830G - Infrared and Raman spectra in inorganic crystals.
7865J - Optical properties of nonmetallic thin films.
8110B - Crystal growth from vapour.
8115J - Ion plating and other vapour deposition.
0510D - Epitaxial growth.
2520D - II VI and III V semiconductors.
4250 - Photoelectric devices.

Key words
cadmium compounds -- II VI semiconductors -- infrared spectra of inorganic solids -- photovoltaic cells -- semiconductor epitaxial layers -- semiconductor growth -- vapour phase epitaxial growth -- CdTe oriented thin films -- infrared characterization -- ENSH method -- high absorption -- amorphous thin intermediate layers -- CdTe bulk crystal surface -- X ray diffraction -- Laue patterns -- NaCl intermediate layer -- far infrared transmission spectra -- epitaxial growth -- free film -- II VI semiconductor