[發(fā)明專利]碲鋅鎘晶體的生長方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111113938.0
• 申請(qǐng)日: 2021-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN113818086B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 狄聚青;李康;蘇湛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽光智科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/48
• 分類號(hào): C30B29/48;C30B11/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本公開提供一種碲鋅鎘晶體的生長方法，其包括步驟：步驟一，將碲鋅鎘多晶塊中封入鎘粒；步驟二，將多個(gè)封入有鎘粒的碲鋅鎘多晶塊裝入坩堝中；步驟三，對(duì)坩堝中的所述多個(gè)封入有鎘粒的碲鋅鎘多晶塊施加中頻感應(yīng)，直至坩堝中全部封入有鎘粒的碲鋅鎘多晶塊熔化，以形成熔體；步驟四，維持對(duì)熔體施加中頻感應(yīng)，采用坩堝下降法開始晶體生長直到晶體生長結(jié)束；步驟五，晶體生長結(jié)束后，停止中頻感應(yīng)，降溫至室溫并取出碲鋅鎘晶體。碲鋅鎘多晶電阻率很高，塞入的鎘粒在中頻感應(yīng)下熔化、升溫并熔化附近的碲鋅鎘多晶，產(chǎn)生碲鋅鎘熔體，進(jìn)而熔體對(duì)流被增強(qiáng)，能夠獲得單晶比例高位錯(cuò)密度地的高質(zhì)量的碲鋅鎘晶體。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及晶體制備領(lǐng)域，尤其涉及一種碲鋅鎘晶體的生長方法。

背景技術(shù)

碲鋅鎘晶體是一種重要的輻射探測半導(dǎo)體晶體。碲鋅鎘原子數(shù)高(約為 50)、密度高(6g/cm³)，即使在體積小于4mm³的情況下該材料也能夠保證對(duì)能量低于180keV的粒子有較高的量子探測效率。碲鋅鎘單元探測器的面積或者分立電極單體探測器的節(jié)距尺寸可以做的很小，能夠保證制得空間分辨率很好的成像系統(tǒng)。碲鋅鎘探測器的能譜分辨率要比閃爍體探測器的能譜分辨率高很多。碲鋅鎘探測器具有較低的漏電流，有利于它們?cè)谛」β始呻娮酉到y(tǒng)中的應(yīng)用。因此，碲鋅鎘晶體在核醫(yī)學(xué)、高能物理、輻射探測、探礦等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

碲鋅鎘晶體及其熔體的導(dǎo)熱性都很差，固化潛熱難以散發(fā)，熔體對(duì)流不暢，導(dǎo)致固液界面不易控制。碲鋅鎘晶體的堆垛缺陷能(層錯(cuò))很低，在晶體生長過程中，細(xì)微的溫度波動(dòng)和界面波動(dòng)都能引起孿晶產(chǎn)生。為了克服晶體生長過程中的困難，研究者開發(fā)了多種碲鋅鎘晶體生長方法，包括VB法、 VGF法、THM法等多種，但均無法解決熔體對(duì)流不暢導(dǎo)致的晶體生長缺陷。因此，有必要開發(fā)一種新的碲鋅鎘晶體生長技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本公開的目的在于提供一種碲鋅鎘晶體的生長方法，其至少能夠提高熔體的對(duì)流。

由此，在一些實(shí)施例中，一種碲鋅鎘晶體的生長方法包括步驟：步驟一，將碲鋅鎘多晶塊中封入鎘粒；步驟二，將多個(gè)封入有鎘粒的碲鋅鎘多晶塊裝入坩堝中；步驟三，對(duì)坩堝中的所述多個(gè)封入有鎘粒的碲鋅鎘多晶塊施加中頻感應(yīng)，直至坩堝中全部封入有鎘粒的碲鋅鎘多晶塊熔化，以形成熔體；步驟四，維持對(duì)熔體施加中頻感應(yīng)，采用坩堝下降法開始晶體生長直到晶體生長結(jié)束；步驟五，晶體生長結(jié)束后，停止中頻感應(yīng)，降溫至室溫并取出碲鋅鎘晶體。

在一些實(shí)施例中，在步驟一中，在碲鋅鎘多晶塊中開非貫穿孔，并塞入鎘粒，之后用碲鋅鎘多晶柱塞住該開孔，即將鎘粒封入碲鋅鎘多晶塊。

在一些實(shí)施例中，在步驟二中，坩堝為pBN或者石英坩堝。

在一些實(shí)施例中，在步驟一中，鎘粒的重量為2g-5g，單個(gè)碲鋅鎘多晶塊的重量為1-6kg。

在一些實(shí)施例中，在步驟一中，鎘粒為球形。

在一些實(shí)施例中，在步驟三和步驟四中，中頻感應(yīng)頻率為8kHz-15kHz。

在一些實(shí)施例中，在步驟三和步驟四中，中頻感應(yīng)頻率相同。

在一些實(shí)施例中，在步驟五中，自然冷卻降溫至室溫。

本公開的有益效果如下：在本公開的碲鋅鎘晶體的生長方法中，碲鋅鎘多晶電阻率很高，為了方便的熔化碲鋅鎘多晶，在碲鋅鎘多晶中塞入鎘粒，鎘粒在中頻感應(yīng)下熔化、升溫并熔化附近的碲鋅鎘多晶，產(chǎn)生碲鋅鎘熔體，導(dǎo)電的碲鋅鎘熔體在中頻感應(yīng)下迅速產(chǎn)生電磁感應(yīng)，從而維持穩(wěn)定的熔體狀態(tài)，導(dǎo)電的碲鋅鎘熔體和中頻感應(yīng)電磁場的直接作用產(chǎn)生感應(yīng)電流，碲鋅鎘熔體在電磁場作用下產(chǎn)生電磁力，并發(fā)生流動(dòng)，從而起到增強(qiáng)熔體對(duì)流的作用，能夠獲得單晶比例高位錯(cuò)密度地的高質(zhì)量的碲鋅鎘晶體。此外，在中頻感應(yīng)電磁作用下，導(dǎo)電的熔體發(fā)熱，維持熔體熔化，不需要傳統(tǒng)技術(shù)那樣地對(duì)坩堝從外部加熱的額外的發(fā)熱體。

具體實(shí)施方式