In掺杂CdMnTe晶体的Te气氛退火研究

Thermal annealing in Te vapor atmosphere was adopted to improve the properties of indium-doped Cd_1-xMn_xTe（x=0.2,CdMnTe） wafers grown by the vertical Bridgman method.The wafers before and after annealing were characterized by measuring the Te inclusions,etch pit density（EPD）,Mn composition,resistivity, and impurity.IR transmission microscopy and EPD measurements revealed that the densities of Te inclusions reduced from（5-9）×10⁴ cm^-3 to（2-4）×10⁴ cm^-3 and EPD from 10⁵ cm^-2 to 10⁴ cm^-2 after annealing. NIR transmission spectroscopy showed that the Mn composition increased by 0.002-0.005 mole fractions during the annealing.The resistivity of the wafers improved from（2.0-4.5）×10⁸Ω·cm to（1.7-3.8）×10⁹Ω·cm,which suggested that the deep-level donor of Te antisites was successfully introduced after annealing.Inductively coupled plasma-mass spectrometry（ICP-MS） revealed that the concentrations of impurities in the wafer decreased,which indicated the purifying effects of Te vapor annealing on the wafers.All the results demonstrate that the Te vapor annealing of the indium-doped CdMnTe crystal has positive effects on the crystallinity,resistivity and purity of CdMnTe wafers.     

垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体时固液界面形状的控制

采用有限元法对探测器材料CdZnTe的晶体生长过程进行了热分析,研究了不同因素对生长过程中固液界面形状的影响.模拟结果表明,当坩埚下降速度约为1mm/h时,可获得接近水平的固-液界面.晶体生长实验结果与计算机模拟的结论基本一致.因此,通过适当选择和调节坩埚下降速度可获得高质量晶体.     

掺铜ZnS纳米材料的制备及光学性质

介绍了在聚乙烯醇衬底中利用离子络合法制备未掺杂和掺铜的 ZnS纳米微粒.TEM图表明ZnS纳米微粒较均匀地分布在PVA衬底上,粒径在1～10nm,且具有类似体材料的立方结构.与未掺杂ZnS相比,掺铜ZnS的紫外-可见吸收光谱没有明显的变化;但PL光谱的发射峰却从450nm移到了480nm左右,这可能是由于ZnS的导带和ZnS禁带中铜的能级T2之间的跃迁造成的.     

Cd在Cd0．9Zn0．1Te晶体中的有效扩散系数与扩散激活能

为了计算Cd在Cd0.9Zn0.1Te(CZT)晶体中的有效扩散系数DCd与扩散激活能QCd,利用Cd在CZT晶体中的扩散特性,设计了在不同Cd压下对CZT的退火实验,推导出了晶体电阻率与Cd有效扩散系数之间的函数关系,经过计算,首次获得了在1073 K,973 K和873 K温度时Cd原子在CZT晶体中的有效扩散系数DCd,分别为1.464×10-10cm2/s,1.085×10-11cm2/s和4.167×10-13cm2/s.将扩散数据经过拟合后得到了Cd原子在CZT晶片中有效扩散系数的表达式2.33×exp(-2.38 eV/kT)(873 K～1073 K),其中扩散激活能QCd为2.38 eV.     

一种低压高效的电荷泵设计北大核心CSCD

针对于传统电荷泵结构存在的阈值压降和受体效应影响的问题,在传统四相时钟电荷泵结构基础上通过增加衬底自举电容及辅助管增大传输管的衬底电压,降低体效应的影响,提升了电荷泵电路的转换效率,降低了电荷泵电路的启动电压.电荷泵电路基于TSMC 0.18μm CMOS工艺进行设计与仿真,仿真结果表明:改进型电荷泵的工作电压可以低至0.8V,转换效率76.25%.     

溶剂熔区移动法生长Cd0.9Zn0.1Te晶体的工艺优化研

为了解决Cd_0.9Zn_0.1Te(CZT)晶体生长温度高、单晶率低、成分不均匀等问题, 采用溶剂熔区移动法(THM)在优化工艺参数下生长了掺In的CZT晶体, 在优化晶体的生长温度、固液界面处的温度梯度、原位退火过程等生长条件后, 生长出直径为45 mm的低Te夹杂浓度、高电阻率、高透过率、均匀的高质量CZT晶体。 X射线衍射结果显示, 晶体的结晶性较好、Zn成分轴向偏析小。红外透过光谱测试结果显示, 晶体内部的杂质、缺陷水平相对较少, 晶体整体的红外透过率在60%左右。紫外-可见光吸收光谱测试结果也进一步表明, 晶体的均匀性良好。采用红外显微镜对晶体内部的Te夹杂形貌及其尺寸进行观察, 结果表明Te夹杂的尺寸主要分布在0~10 μm之间。采用直流稳态光电导技术测得电子的迁移率寿命积约为8×10^-4 cm²/V。     

Au/CdZnTe电极接触的热处理优化工艺

系统研究在空气气氛下热处理温度对真空蒸发法制备Au/CdZnTe电极接触特性的影响.结果表明,在353～373 K温度范围内进行热处理可以获得更优化的电极接触性能,测试得到电极与CdZnTe接触势垒较低,接触电阻较小,欧姆系数最佳,并且不会破坏CdZnTe体材料本身的性能.而当热处理温度高于400 K时,Au电极沉积表面形貌明显变差,CdZnTe样品的漏电流大幅增加.这可能是由于随着热处理温度的增加,CdZnTe体材料表面的Cd升华加剧,产生大量的Cd空位引起的.     

高阻In掺杂CdZnTe晶体缺陷能级的研究

利用低压垂直布里奇曼法制备了不同In掺杂量的CdZnTe晶体样品, 采用低温光致发光谱(PL)、深能级瞬态谱(DLTS)以及霍尔测试等手段研究了In掺杂CdZnTe晶体中的主要缺陷能级及其可能存在的补偿机制. PL测试结果表明, 在In掺杂样品中, In原子占据了晶体中原有的Cd空位, 形成了能级位于E_c-18meV的替代浅施主缺陷[In_Cd^+], 同时 [In_Cd⁺]还与[V_Cd^2-]形成了能级位于E_v+163meV的复合缺陷[(In_Cd⁺-V_Cd^2-)^-]. DLTS分析表明, 掺In样品中存在导带以下约0.74eV的深能级电子陷阱能级, 这个能级很可能是Te反位[Te_Cd]施主缺陷造成的. 由此, In掺杂CdZnTe晶体的电学性质是In掺杂施主缺陷、Te反位深能级施主缺陷与本征受主缺陷Cd空位和残余受主杂质缺陷补偿的综合结果.     

高阻CdZnTe晶体的退火处理

获得高电阻率的、完整性好的 Cd Zn Te晶体是研制高性能的 Cd Zn Teγ射线探测器的关键 .运用热力学关系估算了 Cd1 - x Znx 熔体平衡分压 ,尝试以 Cd1 - x Znx 合金源替代 Cd源进行 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片的热处理 ,研究了退火对 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片质量的影响 .结果表明 :在 10 6 9K下用 Cd0 .8Zn0 .2 合金源 (PZn=0 .12 2e5 Pa和 PCd=1.2 0e5 Pa)对 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片退火 5天以上 ,可提高晶体电阻率一个数量级和晶体红外透过率 10 %以上 ,并可消除或减小晶片中的 Te沉淀 ,同时避免了 Zn的损失 ,改善 Zn的径向分布 .可见 ,采用 Cd1 - x Zn     

基于FDSOI的TFET和MOSFET总剂量效应仿真

对基于全耗尽绝缘体上硅(FDSOI)的隧穿场效应晶体管(TFET)器件和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件进行了总剂量(TID)效应仿真,基于两种器件不同的工作原理,研究了总剂量效应对两种器件造成的电学影响,分析了辐照前后TFET和MOSFET的能带结构、载流子密度等关键因素的变化。仿真结果表明:两种器件在受到较大辐射剂量时(1 Mrad (Si)),TFET受辐射引起的固定电荷影响较小,仍能保持较好的开关特性、稳定的阈值电压;而MOSFET则受固定电荷的影响较大,出现了背部导电沟道,其关态电流增加了几个数量级,开关特性发生了严重退化,阈值电压也严重地向负电压偏移。此外,TFET的开态电流会随着辐照剂量的增加而减小,这与MOSFET的表现恰好相反。因此TFET比MOSFET有更好的抗总剂量效应能力。