[发明专利]一种具有高阻钝化层的碲锌镉(CZT)晶体探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高阻钝化层的碲锌镉CZT晶体探测器，其特征在于：所述CZT单晶的结构为高阻钝化层-半导体-高阻钝化层的三明治结构；在制备中，选取纯度为99.99999％的高纯Cd、Zn、Te作为垂直布里奇曼法生长CZT晶体的原料，获得晶体后切片、划片获得所需衬底，经抛光和腐蚀后采用射频磁控溅射沉积方法在样品上生长高阻钝化层；经过光刻和等离子体刻蚀后，使用电子束蒸发方法继续在单晶上沉积Au电极。

2.根据权利要求1所述具有高阻钝化层的CZT探测器，其特征在于：制备所述高阻钝化层的靶材为纯度不低于99.99％的ZnTe靶材。

3.根据权利要求1所述具有高阻钝化层的CZT探测器，其特征在于：衬底采用半导体材料基底。

4.根据权利要求1所述具有高阻钝化层的CZT探测器，其特征在于：选取纯度为99～99.99999％的高纯金作为蒸发材料。

5.根据权利要求1所述具有高阻钝化层的CZT探测器，其特征在于：高阻钝化层的厚度为150～200nm。

6.根据权利要求1所述具有高阻钝化层的CZT探测器，其特征在于：所述衬底的厚度1.5～3mm。

7.根据权利要求1所述具有高阻钝化层的CZT探测器，其特征在于：所述衬底尺寸10X10～20X20mm²。

8.一种权利要求1所述具有高阻钝化层的CZT探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.CZT单晶生长过程：

按照材料所含杂质浓度比例作为金材料纯度的计算方法，选取纯度为99.99999％的高纯Cd、Zn、Te作为CZT晶体生长的原料，采用垂直布里奇曼方法，获得CZT晶体，对晶体进行定向以后切片、划片获得10X10X2mm³尺寸的单晶；

b.机械抛光

将制备好的CZT单晶用用粒径为0.5和0.05um的MgO和Al₂O₃抛光液进行机械抛光，直至表面平整，然后用去离子水超声清洗表面，再在N₂气氛下吹干；

c.化学腐蚀

将上述经抛光、清洗处理后的CZT单晶分别放置于浓度为2％的溴甲醇和2％的溴乙二醇的混合溶液中进行腐蚀，腐蚀时间为2～3分钟，将完成腐蚀后的CZT单晶在甲醇溶液中清洗,以去除表面残余的Br₂以及其他杂质，最后在N₂气氛下吹干；

d.高阻钝化层的制备：

选取纯度为99.99％的高纯ZnTe作为靶材，采用射频磁控溅射沉积方法，在经过机械抛光和化学腐蚀后的CZT单晶上，沉积厚度为100～150nm的ZnTe钝化膜；最后，在N₂气体氛围下对钝化后的CZT膜进行423K退火2～3小时；

e.电极的制备

用酒精、丙酮溶液超声波清洗步骤d处理得到的CZT结构，再用去离子水清洗2-5次，至该CZT结构干净为止；通过光刻技术、等离子体刻蚀的方法，进行开孔，刻蚀掉沉积在CZT上的电极位置的高阻钝化层，最后，用电子束蒸发沉积方法，制作出Au电极，控制该Au电极厚度为100～150nm；用来作为测试口和与其他元器件集成的接口，从而得到具有高阻钝化层的CZT核辐射探测器件。

9.根据权利要求8所述具有高阻钝化层的CZT探测器的制备方法，其特征在于：

在所述步骤d中，在经处理后的CZT晶体上生长一层厚度为150～200nm的高阻钝化层。