[发明专利]一种碲锌镉晶体表面的钝化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碲锌镉晶体表面的钝化方法，该钝化方法可以减少碲锌镉晶体的表面缺陷，降低器件表面的漏电流。

背景技术

碲锌镉晶体具有比传统的高能辐射探测器（主要是掺杂碘化钠（NaI（Tl））闪烁体、半导体Si（Li）和高纯Ge等）更好的射线探测性能，在生命科学、材料科学及环境科学等领域有重要的应用，如医学成像与诊断、X射线荧光分析仪（XRF）、工业探伤、武器监控和安全检测等。表面漏电流是降低碲锌镉探测器的电阻率、载流子迁移率寿命乘积的一个重要机制，较大的漏电流会导致器件的本底噪声增大，能量分辨率降低，因此，有必要降低表面漏电流。

由于原子的周期性排列终止于晶体的表面，半导体的表面含有大量未配对的悬挂键，或者由于掺杂等其它的原因产生表面缺陷，在半导体的表面形成了表面态，这是产生表面漏电流的主要机制，因此，采用钝化技术改善碲锌镉晶体的表面结构，减少表面缺陷密度是降低探测器表面漏电流的有效途径。

将碲锌镉晶体置于化学腐蚀液中进行处理的湿法钝化技术，具有工艺简单、成本低、效果好的优点，是一种常用的方法。湿法钝化是通过硫化或氧化的方法在碲锌镉晶体的表面形成硫化物或氧化物的钝化膜，减少表面悬挂键，从而降低表面缺陷密度。目前的硫化的方法比较复杂，如利用(NH₄)₂S或Na₂S溶液对碲锌镉进行阳极化处理，可将碲锌镉原位硫化，但缺点是处理过程须加热或紫外照射，从而在碲锌镉晶体中引入新的缺陷晶体，因此，有必要发明一种工艺更简单的硫化技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述利用(NH₄)₂S或Na₂S溶液对碲锌镉碲锌镉晶体进行钝化过程中需加热或紫外照射处理，从而引入晶体缺陷的技术问题而提供一种工艺简单的碲锌镉晶体表面的钝化方法。

本发明的技术方案

一种碲锌镉晶体表面的钝化方法，具体包括如下步骤：

（1）、钝化液的配制

将硫脲缓慢加入去离子水中烧杯中，搅拌均匀使硫脲全部溶解后得钝化液，即硫脲水溶液；

上述钝化液即硫脲水溶液按质量比计算，即硫脲：去离子水为9：100；

（2）、钝化处理

把已制作好电极的碲锌镉晶片放入到步骤（1）所得的钝 化液即硫脲水溶液中，浸泡11-19min后取出碲锌镉晶片，优选为11min；

（3）、碲锌镉晶片的清洗

将步骤（2）取出的碲锌镉晶片用去离子水清洗3-5次，然后用无水乙醇清洗1次；

（4）、将步骤（3）无水乙醇清洗后的碲锌镉晶片用洗耳球吹干，即完成碲锌镉晶体表面的钝化。

本发明的有益效果

本发明的一种碲锌镉晶体表面的钝化方法，其钝化工艺简单、处理成本低，效果明显。即本发明无须加热或紫外照射，处理条件不苛刻，最终测试结果表明该方法有效降低器件的表面漏电流。当外加测试电压大于20V，在相同的电压作用下，经本发明的钝化方法钝化后的碲锌镉晶体表面的电流相对于钝化前的碲锌镉晶体表面的电流减小了约50%。

附图说明

图1、实施例1中碲锌镉晶体钝化前、后的I-V测试结果。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

实施例1

一种碲锌镉晶体表面的钝化方法，具体包括如下步骤：

（1）、钝化液的配制

用去离子水把烧杯清洗3次，将3.6g硫脲缓慢加入到装有40g去离子水的烧杯中，搅拌均匀使硫脲全部溶解后得钝化液；

上述钝化液按质量比计算，即硫脲：去离子水为9：100；

（2）、钝化处理

把已制作好电极的碲锌镉晶片分别放入到步骤（1）所得的钝化液中，浸泡11min后，取出碲锌镉晶片；

（3）、碲锌镉晶片的清洗

将步骤（2）取出的碲锌镉晶片分别用去离子水清洗3次，然后分别用无水乙醇清洗1次；

（4）、将步骤（3）无水乙醇清洗后的碲锌镉晶片用洗耳球吹干，即完成碲锌镉晶体表面的钝化，取出样品进行I-测试。

（5）、将I-V测试后的样品重复步骤（2）、（3）、（4），不同的是改变浸泡时间为4min，可得到钝化时间为15min与19min的样品。