碲鋅鎘晶體生長及加工工藝研究.pdf

1、碲鋅鎘晶體以其優(yōu)異的室溫核輻射探測與紅外探測性能，受到了越來越多的科研工作者的重視。其中以摩爾比為：0.96:0.04:1的碲鋅鎘晶體被用于制造高性能紅外長波甚長波碲鎘汞探測器的外延襯底材料而尤為受重視。但由于碲鋅鎘晶體制作成本高，單晶率低、體積小等問題一直制約高性能探測器的使用及普及。目前國內(nèi)外大都采用布里奇曼法進行碲鋅鎘晶體生長，該種方法容易造成碲鋅鎘晶體中Cd空位缺陷，位錯密度大等問題。移動加熱器法（Travelling heat

2、er method簡稱THM）是一種理論比較先進，可以明顯降低碲鋅鎘晶體中的Cd空位、位錯數(shù)量，并提高晶體的純度的方法。但THM法生長碲鋅鎘晶體也存在一定的技術(shù)困難，比如籽晶安放、建立穩(wěn)定溶解-生長界面困難等。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　研究了化學(xué)氣相沉積法鍍膜參數(shù)，即在1100℃，通氣量3ml無水乙醇，真空壓強3～6Pa，鍍膜時間4～5h，降溫20h時，鍍膜質(zhì)量及重復(fù)性較佳。
　　分析了溫度梯度與生長速率的關(guān)系，建立了簡單

3、的一維模型。研究了垂直布里奇曼法生長碲鋅鎘晶體過程中的溫度場的建立和校準、Cd補償控制、多晶料合成等工藝參數(shù)。
　　研究了垂直布里奇曼法生長碲鋅鎘晶體的工藝參數(shù)，即在溫度梯度為6.7℃/cm，生長速率1mm/h時能夠獲得電阻率較高的碲鋅鎘晶體。
　　研究了籽晶THM法生長碲鋅鎘晶體的工藝，設(shè)計了THM法生長晶體用的坩堝，解決籽晶安放問題，并進行了實驗，最終獲得了THM法生長的晶體錠，通過紅外透過率的測定，證實了THM法獲得的

4、碲鋅鎘晶體結(jié)晶質(zhì)量要優(yōu)于垂直布里奇曼法獲得的碲鋅鎘晶體，THM法生長的碲鋅鎘晶體平均紅外透過率達45％。
　　本文中的主要創(chuàng)新點有：
　　1、研究出一種方法即通過控制無水乙醇消耗量來控制無水乙醇揮發(fā)速率，提高鍍膜質(zhì)量及成功率。
　　2、發(fā)現(xiàn)了一種提高溫度測量精度的新方法，即通過MMB對溫度場數(shù)據(jù)進行校準，提高了爐體測溫精度。
　　3、針對籽晶 THM法制備碲鋅鎘晶體的不足，研究了一系列工藝參數(shù)。通過 T形坩堝設(shè)計