碲鋅鎘探測(cè)器的制備及性能研究論文

《碲鋅鎘探測(cè)器的制備及性能研究論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、四川大學(xué)碩士學(xué)位論文碲鋅鎘探測(cè)器的制備及性能研究韋永林完成日期2005年5月18日培養(yǎng)單位四川大學(xué)指導(dǎo)教師朱世富教授專、丨1，凝聚態(tài)物理研究方向-光電材料與器件授予學(xué)位日期年月曰四川大學(xué)碩士學(xué)位論文r~7757€0碲鋅鎘探測(cè)器的制備及性能研究凝聚態(tài)物理專業(yè)研究生：韋永林指導(dǎo)教師：朱世富教授碲鋅鎘（CdZnTe)核輻射探測(cè)器具有能量分辨率高、本征探測(cè)效率高、可在常溫下使用、體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此可廣泛應(yīng)用于核安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、天體物理和醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。R前，CdZnTe(CZT)探測(cè)器成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)之一。本文研究了光電導(dǎo)型和面壘型CdZnTe核輻射探測(cè)器

2、的制備工藝及其性能表征。研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)CdZiiTe晶片采用不同的處理方法，將會(huì)影響其電學(xué)性能。機(jī)械粗拋的晶片電阻率很低，溴甲醇腐蝕或H202鈍化處理對(duì)粗拋的晶片能顯著的提高其電阻率，但對(duì)精拋的晶片處理后其電阻率變??；對(duì)經(jīng)過溴甲醇腐蝕后的晶片再進(jìn)行H202鈍化會(huì)降低腐蝕后晶片的電阻率；XPS測(cè)試發(fā)現(xiàn)溴甲醇腐蝕后的晶片表面會(huì)形成富Tc層。對(duì)所制得的光電導(dǎo)型CdZnTe探測(cè)器件進(jìn)行I-V特性測(cè)試，發(fā)現(xiàn)功函數(shù)小于P型高阻CdZnTe的金屬Au、In能與經(jīng)過溴甲醇腐蝕過的CdZnTe半導(dǎo)體形成歐姆接觸，且金屬沉積在半導(dǎo)體上后進(jìn)行退火處理有利T歐姆接觸的形成。I-T

3、特性測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在探測(cè)器所用的CdZnTe半導(dǎo)體材料內(nèi)部離價(jià)帶頂0.539eV處有一深受主能級(jí)，即電子俘獲能級(jí)。上述結(jié)果對(duì)CdZnTe探測(cè)器的制備有較重要的新借鑒作用。對(duì)所制得的光電導(dǎo)型CdZnTe探測(cè)器進(jìn)行能譜測(cè)試，得到241Am59.5KeV能峰的譜圖，但分辨率還不夠理想，估計(jì)是由于所用探測(cè)器材料內(nèi)存在俘獲能級(jí)，嚴(yán)重影響探測(cè)器對(duì)光牛載流子的有效收集而造成。由于CdZnTe生長(zhǎng)溫度高、熱導(dǎo)率低、離子性強(qiáng)、堆垛層錯(cuò)能低等不利于晶體生長(zhǎng)的因素，造成生長(zhǎng)的單晶體內(nèi)不可避免的存在缺陷，形成俘獲能級(jí)，四川大學(xué)碩七學(xué)位論文成為光電導(dǎo)型探測(cè)器的主要問題。為了克服上述問

4、題就需要有一個(gè)強(qiáng)的電場(chǎng)，同時(shí)要使探測(cè)器的漏電流無明顯增加。當(dāng)器件加反向偏壓時(shí)，金屬半導(dǎo)體接觸的面壘型探測(cè)器就存在著這樣的電場(chǎng)。因此，本文首次研究了面壘型CdZnTe探測(cè)器的制備新工藝及其性能表征。對(duì)所制得的面壘型CdZnTe探測(cè)器進(jìn)行I-V測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過溴甲醇腐蝕過的晶片表面上濺射Au不能形成肖特基勢(shì)壘；然而，在經(jīng)過機(jī)械精拋的晶片表面上濺射Au能形成肖特基勢(shì)壘，表現(xiàn)出良好的二極管特性；這說明表面態(tài)對(duì)制備面壘型CdZnTe探測(cè)器有著重要的影響。采用AgilentTechnology型號(hào)4284AC-V測(cè)試儀在500KHZ對(duì)制得的面壘型CdZnTe探測(cè)

5、器進(jìn)行C-V測(cè)試，在深耗盡區(qū)電容值很小，這表明制得的探測(cè)器有較高的響應(yīng)速度。對(duì)制得的面壘型CdZnTe探測(cè)器進(jìn)行能譜測(cè)試，對(duì)24iAtn源有明顯響應(yīng)，但沒有得到峰圖。從理論上講，面壘型結(jié)構(gòu)探測(cè)器有利于光生載流子的收集，提高其分辨率。然而，我們制得的面壘型CdZnTe探測(cè)器沒有得到峰圖，這表明還需對(duì)制備工藝進(jìn)一步深入的研究。通過本論文課題的研究，可知CdZnTe探測(cè)器的性能不僅取決f單晶體的質(zhì)量，如電阻率、均勻性、載流子遷移率壽命積（ht)等，而且探測(cè)器的結(jié)構(gòu)和制備工藝對(duì)其性能的影響也至關(guān)重要；面壘型探測(cè)器制備X.藝是獲得高性能CdZnTe探測(cè)器的有效新方

6、法，值得繼續(xù)研究。關(guān)鍵詞：CdZnTe探測(cè)器光電導(dǎo)面壘制備工藝四川大學(xué)碩士學(xué)位淪文CdZnTeDetectorPreparationandPerformanceStudyMajor；CondensedStatePhysicsPostgraduate:WeiYong-linTutor:ProfessorZhuShi-faCdZnTe(CZT)nucleardetectorhasacapacityofhighenergyresolution,highdetectionefficiency,littlebulk,andcanworkedatroomtemper

7、ature,thereforeitiswidelyusedtonuclearsafety；,environmentmonitoring,astrophysics，andmedicineimagingsystem.Atthepresenttime，theCZTdetectorisahottopicofstudyintheworld.Firstly,thispaperhasstudiedthepreparationtechnologyandperformancetestingofphotoconductionandfacerampartCZTdetector

8、.Wefindthatthewafers,whicharedealedwithb