生长态的CdZnTe晶体内常常存在各种缺陷,包括点缺陷、位错、Te沉淀相和Zn的成分不均匀等。缺陷的大量存在使晶片不能满足作HgCdTe外延衬底的要求,希望通过退火等后序处理手段来达到改善晶片结晶质量的目的。因此,对材料缺陷的分析、测试成为一个重要研究课题。 本文在对晶片性能和缺陷分析的基础上,首先采用两阶段退火方法对晶片进行了退火改性处理,对比了晶片退火前后性能的变化,从中找到了合理的退火工艺参数。同时,还发现长时间的低温退火非但不能提高晶片的红外透过率,反而由于Te沉淀相及其所含杂质的溶解使晶片的红外透过率下降。 采用扫描电镜对退火后的CdZnTe单晶进行了分析。退火后CdZnTe晶片经过腐蚀后表面出现了形貌各异的大尺寸富Te相,这些富Te相是基体中的富Te成分在退火过程中通过热迁移向表面聚集而形成的。热迁移的量随升温速率的升高而增加。 用透射电子显微镜观察和研究了CdZnTe单晶的缺陷。在晶片的透射电镜照片中观察到与晶片表面平行的棱柱位错环和有几何形状的Te沉淀相,Te沉淀相与棱柱位错这两种缺陷是相互依存的。 首次采用了X射线衍射法测定了单晶材料CdZnTe的应力,利用多元线性回归模型分析确定了无应力状态下的布拉格衍射角θ₀,从而计算出CdZnTe的应力。计算结果为,生长态CdZnTe单晶的应力值在10³MPa数量级,发生的晶格畸变量在10^-2～10^-1数量级。