[发明专利]移动加热器法(THM)生长的CdMnTe晶体欧姆结构器件的制备方法

摘要

本发明涉及一种移动加热器法（THM）生长的CdZnTe晶体欧姆结构器件的制备方法，属于辐射探测器材料及其器件制造工艺技术领域，本发明是采用移动加热器法制备CdZnTe晶体，并将CdZnTe晶体进行切片、倒角、磨片、抛光和腐蚀等后期工艺，最后在CdZnTe晶体上表面采用蒸镀或溅射方法制备100~300nm厚的金电极，为制作CdZnTe晶体欧姆结构器件提供了一种新的方法，也为最后制作CdZnTe探测器奠定基础。本发明的特点在于：采用移动加热器法制备单晶率高、尺寸大、晶体缺陷少、电阻率高的CdZnTe晶体样品。晶体的尺寸一般为10mm×10mm×3mm，电阻率2×1010Ω·cm；金电极的厚度为100~300nm。

主权项

一种移动加热器法(THM)生长的CdMnTe晶体欧姆结构器件的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：（a）晶体的制备：根据已知的先有技术，将生长用的坩埚用丙酮、王水各浸泡24h，然后用氢氟酸腐蚀石英坩埚0.5‑2h，然后在真空干燥箱干燥2‑3h，温度设置为50℃，在对坩埚内壁镀碳备用。然后将高纯度的Cd、Mn、Te单质按摩尔百分比含量分别为45%、5%、50%配料并装入石英坩埚，然后用机械泵和分子泵抽真空到10‑4Pa数量级，最后将石英坩埚放到移动加热器炉子中，在700~900℃温度下生长30天，然后降温，取出晶体；（b）切片：用实验室已有的设备进行切片，取晶锭中部长的比较好的晶体切成3mm厚的晶体备用，然后再根据晶片上的晶界将晶片中的单晶进行线切割，切成1cm×1cm×0.3cm的晶片备用；（c）倒角、磨片：采用wl4号金刚石研磨膏，在专用玻璃研磨台上对晶片边缘倒45度角，以防止研磨和抛光过程崩边；在专用玻璃研磨台上用wl4号金刚石研磨膏对晶片表面进行研磨。当晶片表面平整，没有大划痕时，改用w5‑w1金刚石研磨膏进行细磨，磨至晶片表面无肉眼可见划痕为止;（d）抛光、腐蚀：经研磨的单晶其表面残存约10μm厚的损伤层，采用0.5mm的Al2O3细粉与去离子水混合成抛光剂，在真丝金丝绒布上对晶片进行机械抛光。机械抛光后将晶片放入由2%Br2‑CH3OH腐蚀液和Br2‑乳酸‑乙二醇进行二步法化学抛光。直至在100倍光学显微镜下观察，晶片表面光亮平整，无划痕、麻点。然后将腐蚀过的样品用Ar吹干，获得富碲的CdMnTe晶体；（e）制作电极：在上述CdMnTe晶体上表面采用蒸镀或溅射方法制备100~300nm厚的金电极；然后将样品在真空中60~150°C退火1‑3h形成良好的欧姆接触，最后制得CdMnTe晶体欧姆结构器件。