论文部分内容阅读
碲锌镉晶体以其优异的室温核辐射探测与红外探测性能,受到了越来越多的科研工作者的重视。其中以摩尔比为:0.96:0.04:1的碲锌镉晶体被用于制造高性能红外长波甚长波碲镉汞探测器的外延衬底材料而尤为受重视。但由于碲锌镉晶体制作成本高,单晶率低、体积小等问题一直制约高性能探测器的使用及普及。目前国内外大都采用布里奇曼法进行碲锌镉晶体生长,该种方法容易造成碲锌镉晶体中Cd空位缺陷,位错密度大等问题。移动加热器法(Travelling heater method简称THM)是一种理论比较先进,可以明显降低碲锌镉晶体中的Cd空位、位错数量,并提高晶体的纯度的方法。但THM法生长碲锌镉晶体也存在一定的技术困难,比如籽晶安放、建立稳定溶解-生长界面困难等。本文主要研究内容如下: 研究了化学气相沉积法镀膜参数,即在1100℃,通气量3ml无水乙醇,真空压强3~6Pa,镀膜时间4~5h,降温20h时,镀膜质量及重复性较佳。 分析了温度梯度与生长速率的关系,建立了简单的一维模型。研究了垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体过程中的温度场的建立和校准、Cd补偿控制、多晶料合成等工艺参数。 研究了垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺参数,即在温度梯度为6.7℃/cm,生长速率1mm/h时能够获得电阻率较高的碲锌镉晶体。 研究了籽晶THM法生长碲锌镉晶体的工艺,设计了THM法生长晶体用的坩埚,解决籽晶安放问题,并进行了实验,最终获得了THM法生长的晶体锭,通过红外透过率的测定,证实了THM法获得的碲锌镉晶体结晶质量要优于垂直布里奇曼法获得的碲锌镉晶体,THM法生长的碲锌镉晶体平均红外透过率达45%。 本文中的主要创新点有: 1、研究出一种方法即通过控制无水乙醇消耗量来控制无水乙醇挥发速率,提高镀膜质量及成功率。 2、发现了一种提高温度测量精度的新方法,即通过MMB对温度场数据进行校准,提高了炉体测温精度。 3、针对籽晶 THM法制备碲锌镉晶体的不足,研究了一系列工艺参数。通过 T形坩埚设计成功进行碲锌镉晶体的生长,为以后籽晶THM法生长高质量晶体提供了参考依据。