[发明专利]一种表面钝化液及其用于碲锰镉晶体表面钝化的应用

说明书

本发明涉及一种表面钝化液及其用于碲锰镉晶体表面钝化的应用。钝化液为质量百分含量是1％～5％的过硫酸钾钝化液，即过硫酸钾与去离子水的质量比为1:99～5:95，应用时，将已经用化学方法两面镀有金电极的碲锰镉晶片放入配制好的钝化液中钝化1‑20min后，用去离子水清洗干净，最后用氮气吹干，得到表面钝化的碲锰镉晶体。本发明的钝化工艺和操作简单、成本低，钝化后可在碲锰镉晶体的表面形成高阻氧化层，有效降低漏电流，从而改善探测器的性能。

技术领域

本发明属于化合物半导体材料制造技术领域，涉及一种表面钝化液及其用于碲锰镉晶体表面钝化的应用，该钝化液能够有效降低探测器表面的漏电流，提高探测器性能。

背景技术

碲锰镉(CMT)晶体具有平均原子序数高、禁带宽度大、电阻率高和载流子迁移率寿命积大等优点，由其制成的探测器吸收系数大，计数率大，体积小，使用方便并且能在室温下工作，成为目前核辐射探测器材料的发展重点。CMT的电子能带结构和半导体性质与碲锌镉十分相似，并在某些方面表现更为优异：如Mn²⁺离子可以更快的增加CMT的禁带宽度，Mn的分凝系数接近于1，生长态的CMT晶体的成分分布更加均匀等。CMT探测器可广泛用于医学成像、环境保护、工业监控、核安全检测、违禁品稽查以及天体物理研究等领域。但是，CMT表面的漏电流会使探测器不耐高压，引起本底噪声，导致器件的能量分辨率和载流子迁移率寿命乘积降低，从而影响其作为室温辐射探测器的应用。因此，需要采取有效的措施对CMT探测器表面进行钝化，以减小漏电流。

化合物半导体的表面缺陷是产生表面漏电流的主要原因。CMT晶体经过化学腐蚀在去除机械抛光带来的损伤的同时会在表面形成富Te层，使表面电阻率降低，导致表面漏电流增大。而高性能的室温辐射探测器要求极低的漏电流。因此，必须采用合适的钝化方法改善CMT晶体的表面性质，即形成高阻氧化层来减少探测器的漏电流，提高探测器的性能。湿化学钝化法是常用的半导体表面处理方法，其优点是工艺和操作简单、成本低、效果好。湿化学钝化法主要是在表面形成硫化物或氧化物的膜。对于CMT的钝化，Kim等人(Effective Surface Passivation of CdMnTe Materials,Journal of ElectronicMaterials,39(2010)1015-1018)采用(NH₄)₂S溶液对CMT进行硫化，减少了漏电流。其缺点是处理过程须加热，这会在CMT晶体中引入新的缺陷。而氧化则是采用两种或两种以上试剂配合，如NH₄F和H₂O₂的水溶液，其缺点是所需多种试剂且需调节pH值。目前，对于CMT晶体表面钝化的研究较少。因此，有必要发明一种工艺简单、效果好的形成高阻氧化层的钝化方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种表面钝化液及其用于碲锰镉晶体表面钝化的应用，利用该钝化液的钝化工艺简单且有效，尤其是对CMT晶体表面钝化的效果最好，解决传统硫化过程中需加热处理从而引入缺陷的技术问题或氧化工艺较复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种表面钝化液，所述的表面钝化液的钝化剂为过硫酸钾。

具体的，表面钝化液中过硫酸钾的质量百分含量为1％～5％。

一种表面钝化液，包括过硫酸钾和水，过硫酸钾与水的质量比为1:99～5:95。

所述的表面钝化液用于室温辐射探测器晶体表面钝化的应用。

所述的表面钝化液用于碲锰镉晶体表面钝化的应用。

具体的应用，将碲锰镉晶体在质量百分含量为表面钝化液中表面处理1～20min。

最好的，将碲锰镉晶体在质量百分含量为5％的表面钝化液中表面处理5min。