溴化鉈晶體生長與電極材料研究.pdf

1、在寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料中,溴化鉈在制作室溫伽瑪射線探測器上非常有前景。得益于它的較高的原子序數(shù)和高密度,溴化鉈晶體具有很強(qiáng)的射線阻止能力。而且溴化鉈較大的禁帶寬度保證了器件在室溫下具有較小的噪音,在室溫下的電阻率可以達(dá)到10Ω·cm的水平。具有氯化銫立方晶體結(jié)構(gòu)的溴化鉈具有相對較低的熔點(diǎn),且在熔化時體積不變,而且在凝固至室溫時沒有破壞性的晶相產(chǎn)生,因此溴化鉈的提純和晶體生長可以直接在熔體中進(jìn)行。
　　根據(jù)溴化鉈晶體生長規(guī)律,以及

2、現(xiàn)有的雙溫區(qū)電控動態(tài)梯度晶體生長爐,本文進(jìn)行了溫度控制的模擬計算,得出了欲達(dá)到所要求的溫度梯度及生長速率的控制方法,并根據(jù)所得結(jié)果控制生長爐在不同的溫度梯度和生長速率下生長晶體,比較生長晶體的各項性能,探索最佳的生長參數(shù)。通過對同一生長速率下不同溫度梯度的晶體性能比較和同一溫度梯度下不同生長速率的晶體性能比較,得出了相對適中的生長速率和溫度梯度下可以使晶體質(zhì)量達(dá)到最高這一結(jié)論。實(shí)驗(yàn)得出的適宜8mm晶體生長的最佳參數(shù)為溫度梯度9.8攝氏度

3、/厘米,生長速率2毫米/小時。
　　此外,本文還介紹了半導(dǎo)體電極的兩種接觸方式以及溴化鉈與電極間的結(jié)合方式、界面穩(wěn)定性等,并根據(jù)電極與溴化鉈基底的反應(yīng)情況將電極材料分為三大類。從這三大類電極材料中挑選出四種材料進(jìn)行比較。這四種材料分別是金(Au)鈦(Ti)、鋁(Al)和鎳鉻(Ni-Cr)。四種電極材料分別被使用相似的參數(shù)濺射到溴化鉈基底上形成一層約100納米厚的電極,并進(jìn)行退火處理以測試其老化性能。在經(jīng)過了電阻、電流-電壓曲線、X