[发明专利]提高CdZnTe探测器性能的CdZnTe/GaAs外延膜及制备方法

权利要求书

1.一种提高CdZnTe探测器性能的CdZnTe/GaAs外延膜，其特征在于：在GaAs衬底上生长CdZnTe外延膜，然后在Te₂气氛中等温退火，得到CdZnTe/GaAs外延膜。

2.一种制备权利要求1所述CdZnTe/GaAs外延膜的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、衬底的预处理：将GaAs衬底在室温下，分别在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗以去除表面的杂质及有机物；清洗完成后，将衬底在H₂SO₄:H₂O₂:H₂O＝4:1:1溶液中刻蚀20s，刻蚀完成后用去离子水冲洗，最后用氮气吹干放入近空间升华炉的上加热台；

步骤2、CdZnTe多晶源的预处理：将多晶源用砂纸打磨源表面的氧化层，之后在室温下分别在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗以去除表面的杂质及有机物；最后用氮气吹干放入近空间升华炉的下加热台；

步骤3、生长程序的设置：近空间升华炉的上下加热台分别控制衬底和多晶源的温度，外延膜的生长采用两步法，即上加热台的温度首先升温至833K下保温0.5h，再降到730K保温3.5h，下加热台的温度始终保持在983K，生长时间为4h；

步骤4、CdZnTe外延膜的生长：打开近空间升华炉，将经过预处理的多晶源和衬底放入升华炉，开启机械泵和通气阀，待腔体真空度低于5Pa时分子泵自动接入，将腔内真空度抽至0.05Pa，运行步骤3的生长程序并打开水冷，待程序运行完成且炉内冷却至室温，依次关闭通气阀、分子泵及水冷，取出CdZnTe/GaAs外延膜；

步骤5、CdZnTe外延膜的退火：打开近空间升华炉，将退火源和CdZnTe/GaAs外延膜放入升华炉，开启机械泵和通气阀，待腔体真空度低于10Pa时运行退火程序；退火为恒温退火，退火源为粉状Te单质；上下加热台分别控制CdZnTe/GaAs外延膜与退火源的温度；打开水冷并关闭通气阀和机械泵，待程序运行完成且炉内冷却至室温，关闭水冷，制备完成CdZnTe/GaAs外延膜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述超声清洗为20～25分钟。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述GaAs衬底的面积小于多晶源的面积。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述粉状Te单质纯度为7N。

6.一种采用权利要求1所述CdZnTe/GaAs外延膜的CdZnTe探测器，其特征在于：在CdZnTe/GaAs的外延膜和衬底表面上，结合不超过100nm的金电极层，形成Au/CdZnTe/p-GaAs/Au探测器。

7.一种采用权利要求1所述CdZnTe/GaAs外延膜的CdZnTe探测器，其特征在于：采用真空蒸镀法，将CdZnTe/GaAs外延膜放入蒸镀机，将真空度抽至0.005Pa，分别在外延膜和衬底表面蒸镀80nm的金电极层，形成Au/CdZnTe/p-GaAs/Au探测器。

8.一种权利要求6或7所述CdZnTe探测器的应用方法，其特征在于：所述Au/CdZnTe/p-GaAs/Au探测器用于对²⁴¹Am@59.5KeVγ射线的响应。