[发明专利]在碲锌鎘晶体上制备金电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在晶体上制备金电极的方法，特别是一种在碲锌鎘晶体上制备金电极的方法。

背景技术

CZT作为探测器材料，需要制作金属电极，要求金属薄膜附着力强，欧姆接触性能好，且可实现外引线的连接。Au/CZT接触电极是被认可的CZT金属电极。现有的制备CZT金电极的方法包括AuCl3、离子溅射镀金、蒸镀金制备金电极。采用AuCl3制备金电极薄膜均匀性差，不易控制膜厚，且不易实现外引线连接。

文献1“P型高阻CdZnTe晶体表面接触的电学性能研究[J]功能材料与器件学报，1999，5(2)：91-96”公开了一种在碲锌鎘晶体上制备金电极的方法，采用AuCl3在碲锌鎘晶体上制备出了金电极，但是AuCla膜容易在引线焊接时脱落。

采用离子溅射制备的金电极与CZT基底结合力较高但是欧姆接触较差且不易实现外引线连接；文献2“CdZnTe接触电极与引线的超声波焊接[J].中国有色金属学报，2009，19(5)：919-923.”公开了一种在碲锌鎘晶体上制备金电极的方法，该方法采用溅射镀金制备金电极，但是采用金丝球超声波压焊在其上进行外引线连接成功率较低。

采用蒸镀制备的金电极由于其均匀性和致密度较好因此与外引线结合力较高但是与CZT基底结合力差，不能实现从CZT表面外引线连接。文献3“Study On Au-CdZnTe ContactInterface Deposited By Different Processing，国际材料科学与工程学术研讨会论文集，2005，473-476”公开了一种在碲锌鎘晶体上制备金电极的方法，该方法采用蒸镀制备金电极，但是电极附着力相对较小，基本不能进行外引线连接。

发明内容

为了克服现有技术方法在碲锌鎘晶体上制备的金电极制备与晶体结合力差的不足，本发明提供一种在碲锌鎘晶体上制备金电极的方法，将溅射镀金和蒸发镀金两种方法相结合，可以提高金电极与晶体结合力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种在碲锌鎘晶体上制备金电极的方法，其特点是包括下述步骤：

(a)选择电阻大于10⁹Ω的高阻CZT，进行线切割，机械抛光，超声清洗15～20min后，用氮气吹干，作为电极的CZT基底；

(b)将经过步骤(a)处理的CZT单晶片放入离子溅射仪中，在真空度为4～6Pa，电流恒定在8～11A的环境下溅射一层Au膜；

(c)将经过步骤(b)的CZT单晶片从溅射仪中取出后立即放人蒸发蒸镀金的设备中，在量级为10^-4Pa工作气压下蒸镀一层Au膜；

(d)将经过步骤(c)的CZT单晶片从蒸镀机中取出立即放入快速气氛退火炉中，在气氛为氮气的环境下进行快速退火，退火的参数：温度150～250℃，时间5～10min，完成Au电极制备。

本发明的有益效果是：由于采用先离子溅射，再蒸镀镀金，最后退火的方法制备金电极，既发挥了溅射镀金时Au与CZT基底结合力大的优点，又发挥了蒸镀金时Au膜致密性和均匀性好且与外引线结合力强的优势，有效防止电极脱落和电极不稳定发生。得到了结合性良好，欧姆特性良好的电极，实现了电极与外引线的有效连接。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明方法实施例1制备的CZT金电极采用超声波压焊进行外引线连接焊接前后的I-V特性曲线图。

具体实施方式

以下实施例中采用的CZT半导体材料来源于发明人所在实验室研制的用低压垂直布里奇曼(Vertical Bridgman，VB)法生长的高阻CZT晶体，电阻率为10¹⁰Ω.cm，导电类型为P型。

实施例1：选用组分为Cd_0.8Zn_0.2Te的晶片，制备Au电极。

首先，选择Cd_0.8Zn_0.2Te单晶经线切割、机械抛光，采用超声清洗机清洗15分钟，取出后在显微镜下观察确定表面光洁无污染，再用氮气吹干。

第二步，将加工好的CZT晶片放入KYKYSBC-12型离子溅射仪，在真空度为6Pa，电流为10A的环境下，在CZT基底上溅射30nm厚的Au膜。

第三步，迅速将CZT晶片从溅射仪中取出来，放入ZHD-300型电阻蒸发镀膜机，在真空度为2×10^-4Pa环境下，在溅射的Au膜上蒸镀60nm的Au膜。