溴化鉈探測器晶片表面化學(xué)處理和歐姆電極研究.pdf

1、作為一種室溫核輻射探測器用寬禁帶半導(dǎo)體材料，溴化鉈（TlBr）晶體具有優(yōu)良的發(fā)展前景。其較高的平均原子序數(shù)（Tl：81，Br：35）和密度（7.56 g/cm3），使得制備出的探測器件對射線的截止能力（100 keV吸收深度為0.32 mm）和探測效率更高。同時，其禁帶寬度較大（2.68 eV），適于制作室溫探測器件。另外，TlBr的晶體結(jié)構(gòu)簡單（CsCl型），熔點(diǎn)較低（460℃），便于利用熔體法進(jìn)行TlBr單晶生長。
　　TlB

2、r單晶的完整性及其晶片的表面質(zhì)量是決定探測器性能的關(guān)鍵因素。由于TlBr晶片的機(jī)械處理過程會在其表面引入機(jī)械損傷，這些損傷嚴(yán)重影響后期制作的電極質(zhì)量以及器件的性能，本文對TlBr晶片化學(xué)拋光工藝進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，在此基礎(chǔ)上，對兩種不同電極材料（Au和Ti）的歐姆接觸性能展開了研究，主要內(nèi)容如下：
　　首先，采用相同的機(jī)械處理工藝制備出一系列的TlBr晶片，再利用不同的化學(xué)拋光工藝對其處理。通過對比晶片的表面形貌、光學(xué)特性、電學(xué)特

3、性以及能譜響應(yīng)，得到其優(yōu)化的化學(xué)拋光工藝，溴甲醇濃度為5％，腐蝕時間60 s。在此工藝處理下的晶片樣品表面粗糙度可以降低至10.978 nm，平均紅外透過率可達(dá)到64.1%。隨后，對該晶片表面濺射金電極，測得其等效電阻率為9.93×1010Ω·cm，對241Am放射源的能量分辨率為29.93%。同時，TlBr晶片表面化學(xué)腐蝕前后的XPS測試結(jié)果初步探究了溴甲醇溶液的化學(xué)拋光機(jī)理。
　　另外，本文利用真空蒸鍍的方法制備了Au/TlB