[发明专利]碲锌镉像素探测器电极的钝化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种像素探测器电极的钝化方法，特别涉及一种碲锌镉(Cd1-xZnxTe，以下在不特指x值的时候简称CdZnTe)像素探测器电极的钝化方法。 

背景技术

CdZnTe作为探测器材料，晶片的表面处理工艺是决定探测器性能的关键因素之一，随着对探测器性能要求的不断提高，更好的钝化作用以及更低的漏电流成为探测器表面处理的关键性问题。传统半导体探测器表面的钝化方法分为湿化学法和干法，CdZnTe探测器多采用湿化学法。 

文献1“study of oxidized cadminum zinc telluride surfaces[J].J.Tbc.sci.Technol A.1997，15(3)：850～853”公开了一种采用湿化学法对CdZnTe表面钝化的方法，该方法用H₂O₂对CdZnTe表面进行钝化，但是其对能量分辨率没有太大的提高，漏电流只降低37％，钝化效果不明显。 

文献2“CdZnTe晶片表面钝化研究.[J].功能材料，2005，36(6)：856～858”公开了一种采用湿法钝化法对CdZnTe表面钝化的方法，该方法用NH4F/H2O2对CdZnTe表面进行钝化，漏电流下降率随偏压的升高而降低，外压10V时，电流下降最明显，下降率为73.7％，外压50V以上时漏电流下降不足50％.。 

采用湿化学法钝化对晶片表面的清洁度要求较高，并且为需要对电极进行保护，操作繁琐；双氧水以及其他湿化学法钝化用化学物质可能引入污染；尤其湿化学法钝化难以实现CdZnTe像素探测器制备中复杂电极的钝化。 

发明内容

为了克服现有技术钝化后的CdZnTe表面漏电流偏高的不足，本发明提供一种碲锌镉像素探测器电极的钝化方法，采用氧离子刻蚀的钝化方法，通过对刻蚀过程中真空度，氧气进气流量，工作气压，刻蚀时间和射频功率的控制，可以提高钝化效果降低漏电流。氧离子刻蚀过程是离子轰击的物理效应和活性离子的化学效应相结合的过程。氧离子轰击产生的物理效应可以有效去除CdZnTe表面的污染物；当刻蚀参数调节在一定范围内，刻蚀以离子化学效应为主，等离子体与CdZnTe表面发生反应生成氧化物，使CdZnTe表面漏电流减小，可以实现良好的表面钝化效果。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种碲锌镉像素探测器电极的钝化方法，其特点是包括下述步骤： 

(a)对CdZnTe晶体进行线切割，研磨、机械抛光，清洗后在2～4％Br-MeOH中化学抛光，得到CdZnTe晶片； 

(b)将经机械抛光和化学抛光的CdZnTe晶片通过清洗、涂胶、烘干、曝光、显影、真空蒸镀电极和剥离工艺，制备出像素探测器电极； 

(c)将像素探测器电极放入RIE-3型反应离子刻蚀机中抽真空，真空度为0.3333～0.3999Pa，调节氧气流量为70～80cm³/min，调节工作气压为0.5～1.0Pa，调节射频功率为8～12W，刻蚀时间为35～50min，完成刻蚀。 

本发明的有益效果是：采用氧离子刻蚀的钝化方法，通过对刻蚀过程中真空度，氧气进气流量，工作气压，刻蚀时间和射频功率的控制，提高了钝化效果，漏电流由现有技术下降70％左右降低到下降一个数量级。氧离子刻蚀过程是离子轰击的物理效应和活性离子的化学效应相结合的过程。氧离子轰击产生的物理效应可以有效去除CdZnTe表面的污染物；当刻蚀参数调节在一定范围内，刻蚀以离子化学效应为主，等离子体与CdZnTe表面发生反应生成氧化物，使CdZnTe表面漏电流减小，实现了良好的表面钝化效果。 

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。 

附图说明

图1是本发明方法实施例1刻蚀前后CdZnTe晶片表面的XPS能谱图，插图是刻蚀前CdZnTe晶片表面的XPS能谱图。 

图2是本发明方法实施例1CdZnTe晶片表面Te3d分谱图，图中(a)是刻蚀前CdZnTe晶片表面Te3d分谱图，(b)是刻蚀后CdZnTe晶片表面Te3d分谱图。 

图3是本发明方法实施例1刻蚀前后的CdZnTe表面I/V测试曲线。 

具体实施方式