[发明专利]在多晶CZT上沉积DLC膜的方法及CZT半导体探测器

说明书

本发明公开了一种在多晶CZT上沉积DLC膜的方法及CZT半导体探测器，其中，该在多晶CZT上沉积DLC膜的方法包括：采用磁过滤阴极真空弧沉积方法，在多晶CZT的晶体表面沉积第一层DLC膜；在所述第一层DLC膜之上，采用磁过滤阴极真空弧沉积方法沉积用于释放内应力的薄膜过渡层；在所述薄膜过渡层之上，采用磁过滤阴极真空弧沉积方法沉积第二层DLC膜。通过实施本发明，在多晶CZT上沉积DLC膜能够保护多晶CZT，减小漏电流。

技术领域

本发明涉及放射性材料探测的技术领域，特别涉及一种在多晶碲锌镉(CZT)上沉积类金刚石碳(DLC)膜的方法及CZT半导体探测器。

背景技术

关于特殊核材料、脏弹、核武器和某些放射源、放射性污染等的鉴别，可采取γ辐射能谱测量与分析方法实现。其中，反恐便携式γ谱仪具有截获、识别非法核材料，阻断其流通途径和现场检查放射性污染性质，为决策提供重要依据的作用，是交通关口的重要安检设备和反恐部队的重要装备。

迄今为止，国内外γ能谱测量仪器主要包括三类：其一，采用无机晶体闪烁体作为探头的闪烁体谱仪，如NaI(Tl)谱仪、CsI(Tl)谱仪等，特点是探测效率高，使用方便，但能量分辨率低，目前商用便携式谱仪基本都属于这一类型；其二，采用高纯度锗HPGe或者锗锂Ge(Li)半导体探测器的半导体谱仪，其特点是能量分辨率高，但因为需要使用低温条件，主要用于实验室分析，不适于便携式应用；其三，基于碲化镉(CdTe)或碲锌镉(CdZnTe,以下简称CZT)等化合物半导体探测器的半导体谱仪，起能量分辨率介于HPGe和NaI(Tl)之间，可在常温下使用，易于便携。

其中，CZT半导体探测器可在常温下使用，体积小，探测装置简单，兼有宽的禁带和低的电离能，这使它在常温下具有很好的能量分辨率，同时高的原子序数提高了光电峰的本征效率。此外，CZT半导体探测器还有对低能光子有高探测效率，探测信号直接转换，易与前端电子学结合，可构成空间分辨率高的像素阵列探测器和受环境因素影响小等优点。因此，从反恐便携式γ谱仪的发展方向来看，比较有前途的应该是CZT半导体探测谱仪。但是，单晶CZT探测器的最大缺点是体积小，探测效率低。目前CZT晶体最大单晶体积只可达15mm*15mm*7.5mm，因此，做成像素列探测器需要很高的工艺水平和生产成本。

经大量研究后，本申请的发明人发现：研发多晶CZT半导体探测器是发展CZT探测的趋势。现有的晶体生长工艺可以将多晶CZT半导体探测器制备成大体积，提高探测效率的同时，还可以降低生产成本，但是多晶CZT半导体探测器的存在漏电流大和硬度低易碎的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种在多晶碲锌镉(CZT)上沉积类金刚石碳(DLC)膜的方法及CZT半导体探测器，在多晶CZT上沉积DLC膜能够保护多晶CZT，减小漏电流。

进一步来讲，该在多晶CZT上沉积DLC膜的方法包括：采用磁过滤阴极真空弧沉积方法，在多晶CZT的晶体表面沉积第一层DLC膜；在所述第一层DLC膜之上，采用磁过滤阴极真空弧沉积方法沉积用于释放内应力的薄膜过渡层；在所述薄膜过渡层之上，采用磁过滤阴极真空弧沉积方法沉积第二层DLC膜。

所述金属钛层的注入条件包括：注入电压8Kv，注入束流5mA，注入剂量1000mC。

可选地，在一些实施例中，所述薄膜过渡层为聚合物有机膜或氧化铝膜层。

可选地，在一些实施例中，所述聚合有机物膜包括聚酰亚胺膜。

可选地，在一些实施例中，所述磁过滤阴极真空弧沉积方法利用双管180度磁过滤沉积方式。