[发明专利]一种制备锌组分可调且分布均匀的碲锌镉衬底的方法

权利要求书

1.一种制备锌组分可调且分布均匀的碲锌镉衬底的方法，其特征在于，包括：

根据探测器的截止波长λ_co，确定碲镉汞外延膜的组分x，并计算出碲镉汞外延膜的晶格常数α_MCT，再依据晶格完全匹配即晶格常数相同的设计原则，确定碲锌镉衬底的晶格常数α_CZT，并根据所确定的碲锌镉衬底的晶格常数α_CZT计算出碲锌镉衬底中的组分y，其中，所述碲镉汞外延膜的组分x是根据碲镉汞组份与禁带宽度Eg的关系公式计算得到的，所述碲锌镉衬底中的组分y是根据碲锌镉晶体的热膨胀系数与组份的变化关系公式以及碲锌镉Cd_1-yZn _y Te晶格常数与组分关系公式，而计算得到与截止波长λ_co相对应晶格适配的碲锌镉衬底的Zn组分范围；

基于所确定的碲锌镉衬底组分y，控制真空热处理的加热参数、加热位置以及Zn分压量，以使得碲锌镉晶体中的Zn组分达到所计算的碲锌镉衬底中的组分y的要求，且通过真空热处理温场控制得Zn组分分布均匀，最终使得制备出的碲锌镉衬底的晶格与碲镉汞外延薄膜的晶格实现完全匹配；

所述基于所确定的碲锌镉衬底组分y，控制真空热处理的加热参数、加热位置以及Zn分压量，以使得碲锌镉晶体中的Zn组分达到所计算的碲锌镉衬底中的组分y的要求，包括：

基于所确定的碲锌镉衬底组分y、真空热处理过程中Zn组分变化情况，控制真空热处理的加热参数、加热位置以及Zn分压量，以使得碲锌镉晶体中的Zn组分达到所计算的碲锌镉衬底中的组分y的要求；

其中，所述真空热处理过程中Zn组分变化公式为：C_Zn为真空热处理后碲锌镉衬底的Zn组分，Kc为衬底真空热处理组分常数，T₁为衬底所在位置的温度，T₂为真空热处理源温度，P_Zn为衬底所在位置的Zn分压，t为真空热处理恒温时间，d为衬底的等效球直径，L是真空热处理源与真空热处理衬底间的距离，H为距离衬底表面的深度；

所述方法还包括：

基于Zn组分均匀性公式进一步调整真空热处理的加热参数以及Zn分压量，以使得碲锌镉晶体中的Zn组分达到所计算的碲锌镉衬底中的组分的均匀性要求；

所述Zn组分均匀性公式为：其中，S_Zn为真空热处理后碲锌镉衬底中的Zn组分均匀性，K_S为衬底真空热处理均匀性常数，ΔT_x为衬底所在位置的径向温度梯度，ΔT_y为衬底所在位置的纵向温度梯度，ΔP_Zn为衬底所在位置的Zn分压变化；t为真空热处理恒温时间，d为衬底的等效球直径，θ_x为衬底表面与衬底所处位置温场的径向等温线的夹角，θ_y为衬底表面与衬底所处位置温场的纵向等温线的夹角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：控制真空热处理后的碲锌镉衬底的加工工艺，以对碲锌镉衬底Zn组分进一步进行控制。

3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有信号映射的计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时，以实现权利要求1-2中任意一项所述的制备锌组分可调且分布均匀的碲锌镉衬底的方法。