[发明专利]直接转换X射线探测材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种直接转换X射线探测材料的制备方法，用于解决现有方法难以直接在TFT直接沉积CdZnTe多晶薄膜的技术问题。技术方案是采用布里奇曼法生长Cd_1‑xZn_xTe多晶锭切片作为生长源。将TFT衬底和生长源放入生长腔室，通过石英柱子调整好生长源与衬底之间的距离，关闭炉门，先开启机械泵抽真空，使腔室内真空度小于10pa，开启分子泵调节室内气压。开启水冷和温度控制系统，缓慢升温到设定温度，低温形核，采取重复生长方式，防止TFT衬底损坏，生长结束后，缓慢降温到一定温度然后自然冷却，由于采用了低温形核和重复生长方式，解决了背景技术方法难以直接在TFT衬底上真空沉积CdZnTe多晶薄膜问题。

技术领域

本发明涉及一种X射线探测材料的制备方法，特别涉及一种直接转换X射线探测材料的制备方法。

背景技术

随着数字化时代的发展，常规X射线成像技术也在向数字化发展。传统的胶片-扫描仪已经被数字化X摄影技术(Digital Radiography，简称DR)所取代。DR以其更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字X摄影技术的主导方向，DR的技术核心是平板探测器(Flat panel detector，简称FPD)，按能量转换方式可以分为间接转换平板探测器和直接转换平板探测器。目前FPD材料主要有闪烁体和半导体非晶硒。以碘化铯、碘化钠闪烁体为代表的间接转换材料由于要经过X射线—可见光—电信号的转变，可见光的散射会造成空间分辨率的下降。直接接转换材料非晶硒具有很高的空间分辨率，但是其稳定性受温度波动影响大。FPD的发展急需要一种可以室温工作、高灵敏、高空间分辨的材料，长远来看，直接转换模式的高Z半导体材料是未来平板探测器的发展方向。

Cd1-xZnxTe(简称为CZT)是从碲化镉(CdTe)晶体发展而来的一种新型Ⅱ－Ⅵ固体化合物半导体。具有较大的禁带宽度(Eg随x在1.4～2.26可调)、较高的电阻率(室温下ρ10¹⁰Ω·cm)、优异的载流子传输特性(电子迁移率μ_e1000cm²/V·s，寿命τ_e10^-5s)、工作时漏电流小、噪声较低等优良特性，是制备室温X射线探测器的理想材料。但是由于CZT单晶成本昂贵，尺寸受限制，这影响了CZT在平板探测器上的发展。相比多晶薄膜，外延对工艺要求高，并且为了保证晶格匹配，必须选择价格昂贵的GaAs作为衬底材料，不符合CZT薄膜探测器工业化低成本的要求，采用近空间升华技术可以获取大面积的CdZnTe多晶薄膜，而均匀、致密的CdZnTe多晶薄膜可以替代非晶硒成为新的直接转换X射线探测材料。“Tokuda S,Kishihara H,AdachiS,et al.Preparation and characterization of polycrystallineCdZnTe films for large-area,high-sensitivity X-ray detectors.Journal ofMaterials Science:Materials in Electronics,2004,15(1):1-8.”日本岛津公司的Stoshi Tokuda等人用CSS法在氧化铝上沉积CdZnTe多晶薄膜，将CdZnTe多晶薄膜倒装在TFT上制成探测器，但此方法存在成本高，厚度不均匀，并且难以直接在TFT直接沉积CdZnTe多晶薄膜。

发明内容