论文部分内容阅读
CdSe属于Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有较高的平均原子序数,晶体密度较大(5.74g/cm3),对x射线和γ射线有较高的阻止能力,禁带宽度较大(1.73ev),可在室温下工作;载流子迁移寿命积(μτ)较大(7.2×10-4 cm2v-1)。所以用CdSe晶体制作的探测器在室温下有较高的探测效率和能量分辨率。同HgI2、CdTe相比,CdSe有较好的化学稳定性和机械加工性能。这些特点使得CdSe成为制作室温探测器和光二极管、光导摄像管靶、光电池的良好光电材料。然而在器件制备过程中,晶片表面易产生损伤层、划痕及结构缺陷等,会严重影响器件的性能。所以晶片制备过程中,晶片的表面处理对最终器件的性能有着重要的影响。然而,关于CdSe晶片表面处理工艺尚未见文章报道,因此本文就CdSe的表面处理工艺进行了较为深入的研究,主要内容如下:采用传统气相法法生长的CdSe单晶体质量比较差,晶体的完整性低、存在组分偏离化学配比和电阻率低等问题,不能满足制作CdSe室温核辐射探测器的要求。我们采用垂直无籽晶气相提拉法(VUVG)生长出成分均匀、完整性好、电阻率达到107?.cm的CdSe单晶体,为CdSe室温核辐射探测器的制备提供了保障。采用XRD与晶体解理面相结合的方法,针对CdSe晶体比较脆,容易在外力作用下产生裂纹,甚至破裂的特性,探索出了用外圆切割机对CdSe晶体进行切割加工核辐射探测器晶片的较佳工艺为:沿晶体解理面选取晶片厚度约为2mm,刀片的转速约为1000转/分钟,切割速度约为1mm/min,水冷却进行外圆切割。首次将化学机械抛光(CMP)工艺引入CdSe探测器晶片的抛光工艺中,采用弱酸性或弱碱性溶液(NaOH,PH≈8)和刚玉粉(w0.5,浓度10%)混合,对CdSe晶片进行化学机械抛光,提高了晶片的抛光速率,减少了晶片表面的划痕和结构缺陷,获得了符合器件制作要求的晶片厚度和表面态。采用表面钝化工艺提高了CdSe晶片的电阻率,为CdSe探测器的制作奠定了可靠基础。研究表明:采用双氧水对CdSe晶片钝化40分钟,晶片表面最平整,电阻率最高达7.3×108?.cm,适合CdSe室温核辐射探测器制作。