[實(shí)用新型]一種用于動(dòng)態(tài)觀察碲鋅鎘材料化學(xué)腐蝕坑的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720603943.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN207007672U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞慧嫻;楊建榮;孫士文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所31311
• 代理人: 李秀蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及材料測(cè)試加工領(lǐng)域，具體指一種用于動(dòng)態(tài)觀察碲鋅鎘材料化學(xué)腐蝕坑的裝置。

背景技術(shù)

CdZnTe可以通過組分調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)和HgCdTe材料在晶格上的完全匹配，是制備低位錯(cuò)密度HgCdTe外延材料的首選襯底，CdZnTe基HgCdTe外延材料在高性能、長(zhǎng)波、甚長(zhǎng)波、APD等第三代HgCdTe紅外探測(cè)器領(lǐng)域扮演著重要的角色。此外，CdZnTe還可用于制備太陽(yáng)能電池和γ射線探測(cè)器，CdTe太陽(yáng)能電池在太陽(yáng)能電站領(lǐng)域已占有半壁江山，CdZnTe制備的γ探測(cè)器在航天遙感技術(shù)、安檢技術(shù)、醫(yī)療診斷技術(shù)和武器裝備等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

CdZnTe材料與Si和GaAs等半導(dǎo)體材料相比，存在生長(zhǎng)溫度高、熱導(dǎo)率低、堆壘層錯(cuò)能低、組分易分凝等諸多不利因素，此外，從Cd-Te系統(tǒng)相圖可知，CdZnTe材料在高溫下會(huì)發(fā)生化學(xué)配比偏離，極易產(chǎn)生各種夾雜和沉淀物。因此，與Si和GaAs半導(dǎo)體材料相比，CdZnTe材料中總是存在著很多微小缺陷，主要包括位錯(cuò)、沉淀物、夾雜物、層錯(cuò)、孿晶、晶界、局部應(yīng)力等。這些缺陷的存在會(huì)直接影響材料質(zhì)量，從而影響探測(cè)器的均勻性和盲元率，降低器件性能甚至導(dǎo)致器件失效，因此直觀準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)CdZnTe材料的質(zhì)量以及深入研究各類缺陷的特性具有十分重要的意義。

化學(xué)腐蝕法是評(píng)價(jià)CdZnTe材料質(zhì)量最常用的方法，它能很好地揭露晶體中的各類缺陷，具有操作簡(jiǎn)便、成本低和樣品易制備等優(yōu)點(diǎn)。先配制一定體積的化學(xué)腐蝕液，將經(jīng)過研磨拋光后的CdZnTe材料放入腐蝕一定時(shí)間，材料存在缺陷或者局部應(yīng)力處會(huì)因擇優(yōu)腐蝕而形成凹坑，將材料取出清洗干凈，通過統(tǒng)計(jì)材料表面化學(xué)腐蝕坑的密度判斷晶體的質(zhì)量。常見的CdZnTe晶體腐蝕劑有Inoue(EAg-1、EAg-2)、Nagakawa以及Everson腐蝕劑。現(xiàn)有技術(shù)主要存在兩方面的問題：一是CdZnTe材料的腐蝕坑種類很多，對(duì)其所對(duì)應(yīng)缺陷的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生機(jī)理的研究缺乏有效的手段；二是各種腐蝕劑產(chǎn)生的腐蝕坑密度存在顯著差異，不同腐蝕劑產(chǎn)生的腐蝕坑之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系難以從實(shí)驗(yàn)加以確認(rèn)。產(chǎn)生這些問題的原因在于現(xiàn)有的化學(xué)腐蝕法存在以下缺點(diǎn)：(1)無法定位觀察腐蝕坑形成的微觀過程和在形成機(jī)制上的差異；(2)無法定位觀察不同腐蝕液形成的腐蝕坑之間的相互關(guān)系；(3)現(xiàn)有腐蝕方法不能動(dòng)態(tài)更新腐蝕液，導(dǎo)致腐蝕條件不穩(wěn)定，工藝穩(wěn)定性比較差。綜上所述，改進(jìn)現(xiàn)有CdZnTe化學(xué)腐蝕法質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)的問題核心在于提高工藝的可控性、連續(xù)性和穩(wěn)定性，并從化學(xué)腐蝕技術(shù)中獲得材料缺陷的更多信息，具體包括實(shí)現(xiàn)化學(xué)腐蝕過程中的實(shí)時(shí)觀察與控制，實(shí)現(xiàn)精確定位觀察各類缺陷的腐蝕特性，實(shí)現(xiàn)腐蝕液的動(dòng)態(tài)更新和切換。

發(fā)明內(nèi)容

本專利的目的是為了提供一種用于動(dòng)態(tài)觀察碲鋅鎘材料化學(xué)腐蝕坑的裝置，同時(shí)解決現(xiàn)有化學(xué)腐蝕法在工藝可控性、連續(xù)性、穩(wěn)定性等方面的不足，并為研究碲鋅鎘缺陷的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生機(jī)理以及評(píng)價(jià)不同腐蝕液的缺陷揭示效果提供有效手段。

本專利公開了一種用于動(dòng)態(tài)觀察碲鋅鎘材料化學(xué)腐蝕坑的裝置與方法，裝置由樣品腐蝕單元、自動(dòng)進(jìn)液?jiǎn)卧U液回收單元和觀察測(cè)控單元組成。將樣品固定在可進(jìn)行光學(xué)觀察的腐蝕槽中，通過自動(dòng)進(jìn)液?jiǎn)卧獙?shí)現(xiàn)一種或多種腐蝕液和清洗液的自動(dòng)注入、動(dòng)態(tài)更新和順序切換，過程中產(chǎn)生的廢液由廢液回收單元即時(shí)回收，觀察測(cè)控單元集成了顯微鏡、CCD相機(jī)、測(cè)控軟件以及存儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)材料腐蝕的微觀過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察、采集、顯示和存儲(chǔ)。

本專利的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：