CdZnTe晶體的表面處理和鈍化研究.pdf

1、CdZnTe(CZT)是制作室溫γ射線及X射線探測器的優(yōu)良材料，CZT核輻射探測器具有較高的探測效率和較好的能量分辨率。在CdZnTe探測器的制備過程中，晶體的表面處理和鈍化是影響其性能的重要因素。為此本論文針對CZT核輻射探測器制備關(guān)鍵工藝一表面處理和鈍化工藝進行了研究。 CZT晶體具有脆性，容易在外力作用下產(chǎn)生裂紋，以至破碎。因此，在CZT晶體的切割過程中，應(yīng)控制進刀速度以及冷卻水的溫度，避免因速度太快而造成“裂紋層”。經(jīng)過

2、反復(fù)試驗研究，選擇1mm/min切割速度，厚度為2.5 mm，切得的晶片適合探測器制備。 機械研磨CZT晶片，在壓力一定的情況下，研磨速度至關(guān)重要，速度太慢，影響研磨效率;速度太快，會導(dǎo)致CZT晶片破碎、發(fā)熱，并使機械運動的平穩(wěn)性變差，磨出的CZT晶片的表面平整性較差，甚至導(dǎo)致晶片破損。經(jīng)過實驗研究發(fā)現(xiàn)，對CZT晶片采用研磨速度為40轉(zhuǎn)/分較合適。 經(jīng)過機械拋光后的CZT晶片，肉眼看上起很平整、光亮，但在顯微鏡下觀看其表

3、面仍有許多劃痕和不潔的斑點。采用溴甲醇(BM)和乳酸乙二醇溶液(LB)對CZT晶體進行表面化學(xué)拋光，。BMLB化學(xué)拋光液可以有效去除樣品表面機械拋光所引入的劃痕，使得表面變的光亮平整。XPS能譜分析表明，CZT晶片經(jīng)過機械拋光后，其表面為富鎘原子層；經(jīng)過化學(xué)拋光后，其表面層為富碲原子層，因此不論是機械拋光或是化學(xué)拋光都會破壞晶體表面的化學(xué)配比。 采用Nakagawa．Watson、Everson、E<,Ag>-I和HHKA腐蝕液

4、對CZT晶片進行化學(xué)腐蝕。通過金相顯微鏡對CZT表面蝕坑形貌觀察發(fā)現(xiàn)，HHKA腐蝕液對CZI、晶片(Ⅲ)面腐蝕30s，能得到最佳蝕坑形貌圖。 采用KOH-KCI溶液、H<,2>O<,2>溶液、NH<,4>F／H<,2>O<,2>混合溶液和KOH-KCl溶液+NH<,4>F／H<,2>O<,2>溶液等四種濕法化學(xué)鈍化工藝，對CZT器件表面鈍化工藝進行研究，探索各種鈍化方法的最佳工藝條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：KOH-KCI溶液鈍化可以有效溶解