碲鋅鎘核輻射探測(cè)器的電極研究.pdf

1、碲鋅鎘(CdZnTe)晶體是制作室溫Y射線及X射線探測(cè)器的優(yōu)良材料，晶體平均原子序數(shù)高，對(duì)射線的阻止本領(lǐng)強(qiáng)；禁帶寬度大，電阻率高，漏電流較小：載流子的遷移率——壽命積較大，電荷收集效率高；化學(xué)穩(wěn)定性好，機(jī)械加工性能好。在室溫下，CdZnTe探測(cè)器對(duì)核輻射具有較高的探測(cè)效率和較好的能量分辨率。因而，近年來(lái)倍受人們的關(guān)注，已成為目前研究的前沿?zé)狳c(diǎn)之一。然而在CdZnTe探測(cè)器的制備過(guò)程中，晶片的表面鈍化以及表面電極的制備對(duì)其性能影響很大。

2、 本文針對(duì)CdZnTe核輻射探測(cè)器制備過(guò)程中的關(guān)鍵工藝——晶片表面鈍化和表面電極制備工藝進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下： 研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的CdZnTe晶片表面存在不完整性，鈍化處理可以在表面形成具有絕緣性質(zhì)的氧化層，能夠降低晶片表面漏電流，是制作MIS接觸電極的一種非常好的方法。晶片鈍化的時(shí)間決定著鈍化的效果，優(yōu)化的鈍化工藝能使晶片表面結(jié)構(gòu)、組成及性能等得到有效的改進(jìn)。 研究出提高CdZnTe探測(cè)器晶片性能的最佳

3、表面處理新工藝為：用BM腐蝕液(5％Br+甲醇)和LB腐蝕液(2％Br+20％乳酸+乙二醇)對(duì)晶片腐蝕拋光各一分鐘，然后再采用NH<,4>F/H<,2>O<,2>溶液對(duì)晶片進(jìn)行鈍化30分鐘，可以使晶片表面漏電流最小，電學(xué)性能最佳；鈍化過(guò)程中CdZnTe晶片表面生成的高阻氧化物有利于提高電阻率，降低表面漏電流，鈍化后的CdZnTe晶片可以用于室溫核輻射探測(cè)器的制備。 采用高純C、Pt和Au材料，分別通過(guò)離子濺射制備了C、Pt和Au

4、電極的MS和MIS接觸，并對(duì)探測(cè)器的I-V特性進(jìn)行了測(cè)試比較。結(jié)果顯示：Pt電極材料在晶片表面上形成肖特基勢(shì)壘接觸，對(duì)于降低探測(cè)器工作的漏電流、提高能量分辨率是有利的，Pt電極在MS和MIS結(jié)構(gòu)中都具有相對(duì)較好的綜合性能，是制作CdZnTe探測(cè)器的電極的較佳材料。 CdZnTe探測(cè)器在制作成MSM結(jié)構(gòu)的電極時(shí)，暗電流較大，因而限制了這種電極結(jié)構(gòu)探測(cè)器的廣泛應(yīng)用，而經(jīng)過(guò)腐蝕鈍化處理過(guò)的MIS結(jié)構(gòu)電極接觸的CdZnTe探測(cè)器漏電流，明顯小于