[發(fā)明專利]具有緩沖層的CdZnTe薄膜光電探測器的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610175610.4
• 申請日: 2016-03-26
• 公開（公告）號: CN107230735B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 王林軍;季歡歡;楊瑾;黃健;吳楊琳;周家偉;沈意斌;張繼軍
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0296;C23C14/24;C23C14/06;C23C14/35;C23C14/58
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發(fā)明涉及一種具有緩沖層的CdZnTe薄膜光電探測器的制備方法，屬于薄膜光電探測器部件制造工藝技術領域。本發(fā)明的目的是通過在采用近空間升華法制備CdZnTe薄膜之前先引入緩沖層（ZnTe/CdTe），從而達到提高CdZnTe薄膜質(zhì)量的目的，給CdZnTe薄膜在光電探測器設備中的實際應用提供了新的方案。本發(fā)明是一種具有緩沖層的CdZnTe薄膜光電探測器的制備方法,其特點在于基于高真空近空間升華與磁控濺射鍍膜一體化工藝設備，以預處理過的單晶Si為襯底，先濺射ZnTe/CdTe作為緩沖層，再傳輸?shù)缴A腔內(nèi)用CdZnTe單晶的粉末源沉積一層CdZnTe薄膜，之后對CdZnTe薄膜進行退火及腐蝕等后處理，并通過電子束沉積叉指型的金電極獲得理想歐姆接觸，最終制得薄膜光電探測器部件。

技術領域

本發(fā)明涉及具有緩沖層的CdZnTe薄膜光電探測器的制備方法，屬于屬于光電探測器器件制造工藝技術領域。

背景技術

CdZnTe晶體是直接帶隙的II-VI族化合物半導體，可以看作是由CdTe和ZnTe的固溶成。

CdZnTe禁帶寬度可隨著Zn含量的不同而從1.45eV到2.2eV變化，在室溫下使用可以省去昂貴、復雜的冷卻系統(tǒng)，可以降低整個系統(tǒng)的成本。CdZnTe的電阻率高因此在高溫下也能有較小的漏電流，并且CdZnTe的極化效應比CdTe晶體要低很多，輻射探測衰減現(xiàn)象比CdTe弱，有利于探測。此外CdZnTe光靈敏度高，平均原子序數(shù)高，可以有較高的探測效率。

CdZnTe單晶在室溫高能射線探測器中被認為最有潛力的的材料，具有較好的探測效率和能量分辨率。但是隨著大面積探測器的不斷發(fā)展，對CdZnTe單晶質(zhì)量和尺寸的要求不斷提高，使得晶體生長帶來很大困難。對于大尺寸CdZnTe探測器的應用，CdZnTe薄膜相對于晶體具有優(yōu)勢。CdZnTe薄膜的制備技術簡單，成本更低，最重要的是容易得到大面的CdZnTe薄膜。獲得CdZnTe薄膜的方法有很多，如：熱蒸發(fā)，磁控濺射，化學氣相沉積，近空間升華法等。其中近空間升華法制備CdZnTe薄膜成本低、質(zhì)量高、速度快，適用于大面積沉積薄膜是目前最有前途的方法，可以獲得高質(zhì)量、高電阻率的CdZnTe薄膜。

目前，近空間升華法制備的CdZnTe薄膜主要沉積在單晶硅、普通玻璃、FTO或者ITO涂層的玻璃上，這些襯底和CdZnTe薄膜之間存在較大的晶格失配，這樣一定程度上限制了CdZnTe薄膜的質(zhì)量提高和實際的器件應用。緩沖層是一種被用來減小薄膜與襯底減晶格失配的常用方法，但是在高質(zhì)量CdZnTe薄膜的制備過程中，采用緩沖層的方法還非常少見。ZnTe和CdTe的晶格常數(shù)分別為6.11和6.48，非常接近于CdZnTe薄膜的晶格常數(shù)（接近于6.44）。因此我們通過引入ZnTe/CdTe作為緩沖層來減小CdZnTe薄膜與襯底之間的晶格失配，制備高質(zhì)量探測器用CdZnTe薄膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過在采用近空間升華法制備CdZnTe薄膜之前先引入緩沖層（ZnTe/CdTe），從而達到提高CdZnTe薄膜質(zhì)量的目的，給CdZnTe薄膜在光電探測器設備中的實際應用提供了新的方案。

本發(fā)明采用如下技術方案。

本發(fā)明是一種具有緩沖層的CdZnTe薄膜光電探測器的制備方法，其特征在于該方法包括如下過程和步驟：

a. 襯底Si片的預處理：采用本征單晶Si片做為襯底，將襯底先用曲拉通去除表面的油污，再用去離子水、丙酮和乙醇分別超聲清洗5~20分鐘，去除襯底表面的有機物與雜質(zhì)，最后將襯底放在在氫氟酸的稀釋濃液中浸泡10~15分鐘去除表面的SiO₂，烘干后放入高真空近空間升華與磁控濺射鍍膜設備的磁控濺射腔內(nèi)；