碲化锌镉摄像靶的材料和性能

本文叙述了研制和生产碲化锌镉摄像管过程中的靶光导层材料试验的基本情况,着重讨论材料组成及其处理方法对摄像靶各种参数及靶背景中疵点的影响。还介绍几种碲化锌镉新结构靶的一些情况。     

碲锌镉晶体定向研究

碲锌镉材料是制备高性能碲镉汞红外焦平面探测器不可或缺的衬底材料.液相外延工艺和分子束外延工艺分别需要使用(111)晶面和(211)晶面碲锌镉衬底制备碲镉汞薄膜材料.低偏角、高精度衬底的选取有利于高质量碲镉汞外延层的获得.介绍了孪晶线快速定向法、使用X射线衍射仪(X-Ray Diffractome-ter,XRD)定向法...     

碲锌镉单晶生长技术

1 碲锌镉单晶的用途 红外探测器的量子效率与选用的红外敏感材料密切相关。与锑化铟(InSb)、碲化铅(PbTc)、Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱及氧化物铁电薄膜相比,采用碲镉汞(MCT)材料制备的红外探测器具有很高的量子效率(可达70％)。据有关     

碲锌镉用于探测γ射线

ＣｄＺｎＴｅ晶体生长所取得的进展,使得人们有可能制备出供γ射线光谱技术使用在室温下工作并具有良好能量分辨率的探测器。     

碲锌镉衬底表面处理研究

主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错缺陷揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理研究进行了详细介绍。从表面处理机理和工艺参数对衬底表面的影响两个方面介绍了机械研磨、机械抛光、化学机械抛光以及化学抛光4种表面处理工艺。同时,介绍了能揭示碲锌镉不同晶向表面的位错缺陷的Everson、Nakagawa及E_Ag三种化学腐蚀液。     

碲锌镉衬底表面处理研究

主要从碲锌镉表面处理工艺及表面位错缺陷揭示两个方面对碲锌镉衬底的表面处理研究进行了详细介绍。从表面处理机理和工艺参数对衬底表面的影响两个方面介绍了机械研磨、机械抛光、化学机械抛光以及化学抛光4种表面处理工艺。同时,介绍了能揭示碲锌镉不同晶向表面的位错缺陷的Everson、Nakagawa及EAg三种化学腐蚀液。     

长波碲镉汞薄膜外延用碲锌镉衬底筛选方法研究

主要报道了用于提高液相外延(Liquid Phase Epitaxy, LPE)长波碲镉汞薄膜质量的碲锌镉衬底筛选方法研究。通过对碲锌镉衬底的锌组分、红外透过率、沉淀/夹杂、位错密度、X射线形貌像和X射线衍射半峰宽等参数进行全面测试以及对外延后碲镉汞薄膜的X射线形貌像和X射线衍射半峰宽进行测试评估,发现目前X射线形貌像和锌组分是影响LPE长波碲镉汞薄膜用碲锌镉衬底的重要参数。结果表明,锌组分处于4.2%～4.8%之间、形貌像衍射强度高且均匀性好是长波碲镉汞薄膜外延用衬底的理想选择。     

碲锌镉衬底缺陷对液相外延碲镉汞薄膜结构的影响

采用红外显微镜、X射线双晶回摆衍射法、X射线貌相术对CdZnTe衬底中的沉淀相、亚结构、组分偏析等缺陷进行了研究,并对用此衬底液相外延的HgCdTe薄膜作了测试。结果显示：CdZnTe衬底中亚晶界处聚集的位错在外延生长中呈发散状向薄膜中延伸,造成了薄膜形成亚晶界和更大面积的由位错引起的晶格畸变应力区域,影响了薄膜结构的完整性。     

碲锌镉衬底晶向对碲镉汞薄膜表面形貌的影响

利用定向仪对原生晶片及加工后的碲锌镉衬底的晶向进行比较,观察不同晶向衬底液相外延碲镉汞薄膜的表面形貌,考察了衬底晶向偏差对液相外延碲镉汞薄膜表面形貌的影响。通过进一步的追踪碲锌镉衬底在加工过程中的晶向变化,研究衬底晶向变化的原因和解决方法。研究发现,碲锌镉晶体在初次定向切割后的加工过程中晶向会发生明显变化,而在厚度减薄较大的粗磨工艺后不会发生较大晶向偏差,因此,可将粗磨后衬底的再次定向结果作为进一步筛选碲锌镉衬底的依据,以保证液相外延碲镉汞薄膜的质量。     

碲锌镉晶体材料合成技术研究

碲锌镉晶体是研制碲镉汞红外焦平面探测器所需的衬底材料。其制备技术由源材料合成、晶体生长、衬底加工和测试评价四个部分组成。对源材料合成工艺中的放热过程和合成料化学计量比的控制方法进行了研究。通过测量合成反应过程中石英坩埚的温度,计算了合成反应过程的放热速率。用可视监控系统观测了碲锌镉多晶合成反应的动态过程,揭示了影响合成反应速率的因素。在此基础上,用温度梯度法和定向凝固法技术实现了对合成反应速率和合成料化学计量比的有效控制。     

采用(211)碲锌镉衬底制备碲镉汞液相外延薄膜

文中对(211)晶向的CdZnTe衬底进行液相外延生长HgCdTe。获得的碲镉汞液相外延材料的组分为0. 30 ～0. 33,薄膜厚度为10 ～15μm,表面缺陷密度为500cm- 2 ,材料的FWHM达到24弧秒,位错腐蚀坑密度约为2 ×105 cm- 2 ,该材料的表面形貌与采用(111)晶向衬底的HgCdTe外延材料有较大区别。     

碲锌镉晶体化学机械抛光液的研究

本文以硅溶胶为磨料颗粒、次氯酸钠(NaClO)为氧化剂制备适用于CZT晶片的化学机械抛光液.采用XPS能谱分析CZT表面元素化学态,研究CZT化学机械抛光过程中抛光液的化学作用机理,使用激光干涉仪、原子力显微镜研究抛光液中NaClO含量对晶片抛光速率、晶片表面PV值及表面粗糙度Ra的影响.结果表明,硅溶胶-次氯酸钠抛光液通过与CZT晶体中Te单质或CdTe发生化学反应,生成TeO2.随后在一定压力下,抛光盘与CZT晶片发生相对运动,并在硅溶胶磨料颗粒的辅助作用下去除反应物.当NaClO含量在2％～10％时,随着NaClO含量的增加,晶片表面PV值和粗糙度Ra值先降低后升高,去除速率则随着NaClO含量的增加而增加.NaClO含量为6％时,PV值和Ra值最低,得到的晶片表面质量最好.     

碲锌镉晶体中微观缺陷分析

碲锌镉晶体(CdZnTe)是一种性能优异的红外焦平面探测器衬底材料,其质量的优劣将直接影响外延层的结构与性能,而晶体中的微观缺陷常常是影响衬底材料质量的主要因素之一.本文采用红外透射显微镜、金相显微镜、X射线形貌仪、扫描电镜、白光干涉仪等仪器系统地检测和研究了碲锌镉晶体中存在的微观缺陷.研究发现碲锌镉晶体样品中主要存在层错、孪晶界和包裹物等微观缺陷,结合晶体缺陷理论详细地分析了碲锌镉晶体中微观缺陷的形成机制.     

碲锌镉晶体的范性形变研究

从经典的晶体范体形变的理论模型和面心立方闪锌矿结构晶体所具有的滑移特性出发，对碲锌镉晶体经特定化学试剂侵蚀后在（１１１）和（１－↑１－↑１－↑）面上出现的不同形貌蚀坑的形成机理进行了探讨，提出了碲锌镉晶体中存在多系滑移，从而阐明了不同极性面上蚀坑的成因。     

大尺寸碲锌镉基碲镉汞材料分子束外延技术研究

针对高质量、大规模碲镉汞红外焦平面探测器需求的持续增加,本文开展了使用分子束外延方式在50 mm×50 mm(211)B碲锌镉衬底上外延碲镉汞材料技术的研究.通过对碲锌镉衬底改进湿化学腐蚀、碲锌镉衬底预处理、碲锌镉衬底缓冲层生长、碲锌镉基碲镉汞材料工艺开发等方面的研究,开发出了能够稳定获得碲锌镉基碲镉汞材料的工艺.材料...     

碲锌镉籽晶定向熔接技术研究

应用CdZnTe晶体作为衬底材料时,其晶向非常关键。CdZnTe晶体籽晶引晶定向生长技术能够有效提高晶体利用率。但是,受碲锌镉晶体生长方法限制,CdZnTe籽晶引晶技术成功率并不高。本文即通过一系列实验研究了籽晶熔接过程升温方式以及籽晶晶向对碲锌镉籽晶熔接成功率的影响,并确定了升温方式是籽晶熔接的关键工艺所在。后续籽晶引晶生长晶向能否持续与籽晶选择晶向有关。通过显著提升初始熔体过热度可以促进<111>籽晶引晶晶向的保持。     

基于碲锌镉探测器脉冲整形电路设计

CdZnTe晶体是性能优异的室温半导体核辐射探测新材料,针对该材料制作的探测器设计了一种脉冲整形电路.将Sallen-Key滤波器应用于核脉冲的整形中,采用高速运算放大器来设计和实现了整形电路,用较少的级数就可得到准高斯波形的输出.研究了整形电路的工作原理,测定了电路的各项技术指标.通过OrCAD仿真测试,当脉宽大于1 μs时,反冲较明显,当脉宽不大于1 μs时,几乎没有反冲.采用辐射源~(241) Am,得到峰值为60 keV的能谱图,能量分辨率为9.2%.     

碲锌镉衬底重复利用技术研究

芯片制备工艺完成后,给芯片留有一定厚度的衬底,同时利用丝切割技术将多余的碲锌镉衬底取下,并对其进行重复抛光处理。碲锌镉衬底的锌值分布及半高宽(Full Width at Half Maximum, FWHM)测试结果表明,碲锌镉衬底质量较好,可以再次用来制备液相外延碲镉汞薄膜。该薄膜经过标准探测器芯片工艺后,性能合格。该研究使原本要完全去除的衬底得以重复利用,提高了碲锌镉衬底的利用率,降低了探测器的制造成本。     

碲锌镉衬底上中长双色红外碲镉汞分子束外延生长研究

报道了使用分子束外延(Molecular beam epitaxy,MBE)技术,在(211)B碲镉汞(CdZnTe,CZT)衬底上生长中长波双色碲镉汞(HgCdTe,MCT)薄膜材料,生长温度为180℃,研究了双色碲镉汞薄膜材料衬底脱氧技术、分子束外延薄膜生长温度与缓冲层生长等关键技术,实现了中长波双色碲镉汞薄膜生长,外延薄膜采用相差显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、二次离子质谱仪(SIMS)及X射线衍射仪(XRD)对薄膜的表面缺陷、厚度、组分及其均匀性、薄膜纵向组分以及晶体质量进行了表征,表面缺陷数量低于600 cm-2,组分(300 K测试)和厚度均匀性分别为?x≤0.001、?d≤0.9μm,X-Ray双晶衍射摇摆曲线FWHM=65 arcsec,得到了质量较高的中长波双色碲镉汞薄膜材料.