[发明专利]一种碲锌镉晶片制备的除杂方法

说明书

本发明涉及一种碲锌镉晶片制备的除杂方法，包括如下步骤：对制备所需的碲锌镉三种原料分别进行酸洗，再用流动的纯水冲洗，最后再进行烘干待用；对制备所需的石英管进行酸洗，再用流动的纯水冲洗，最后再进行烘干待用；将碲锌镉三种原料依次装入经过处理的石英管内，并充入保护气后封闭石英管，随后将石英管放置到温度范围为500‑1000℃的摇摆炉中进行合成反应，制备得到单晶晶棒；在无尘和高于大气压环境中将得到的单晶晶棒经切片、腐蚀、抛光和清洗处理。本发明实施例的碲锌镉晶片制备的除杂方法过程简单，能充分降低碲锌镉晶片制备时的含杂量，有利于保证制备得到的碲锌镉晶片的纯度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种碲锌镉晶片制备的除杂方法。

背景技术

半导体产业的第一步是制备人工晶体。经过100多年的研究，晶体的生长方法多种多样。其中，布里奇曼法(Bridgeman)和垂直梯度凝固法(Vertical Gradient Freeze，VGF)为代表的一类方法得到广泛使用。这类方法将原料的熔体置于一个可控温场中，通过调节温场本身，或者使容器和温场相对运动，来获得晶体生长所需要的温度条件。对于这类熔体到晶体的生长方法来讲，生长过程中，生长界面的状态直接决定了生长进度，晶体质量。

碲锌镉(CZT)是一种含有少量Zn元素的II-VI族化合物半导体，碲锌镉原子数高(约为50)、密度高(6g/cm³)。由碲锌镉单晶体制作的衬底片是碲镉汞(MCT)探测器(目前主流的中高端红外探测器)制作的关键原料之一，即使在体积小于4mm³的情况下该材料也能够保证对能量低于180keV的粒子有较高的量子探测效率。碲锌镉单元探测器的面积或者分立电极单体探测器的节距尺寸可以做的很小，能够保证制得空间分辨率很好的成像系统。碲锌镉探测器的能谱分辨率要比闪烁体探测器的能谱分辨率高很多。碲锌镉探测器具有较低的漏电流，有利于它们在小功率集成电子系统中的应用。因此，碲锌镉晶体在核医学、高能物理、辐射探测、探矿等领域有广泛的应用。

目前碲锌镉晶体生长一般采用镀碳的石英材质坩埚或者石英管，碲锌镉原料中的氧杂质易与石英材质坩埚或者石英管的碳膜发生反应，使碳膜变薄或反应完，造成碲锌镉晶体出现孪晶和粘舟现象，从而影响最终获得碲锌镉晶体的性能。基于此，如何提供一种碲锌镉晶片制备的除杂方法以提高制备的碲锌镉晶片的纯度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种碲锌镉晶片制备的除杂方法，包括：对制备所需的碲锌镉三种原料、石英管分别进行酸洗，再用流动的纯水冲洗，最后再进行烘干待用；将碲锌镉三种原料装入石英管内进行合成反应，制备得到单晶晶棒；在无尘和高于大气压环境中将得到的单晶晶棒经切片、腐蚀、抛光和清洗处理。本发明实施例的碲锌镉晶片制备的除杂方法过程简单，能充分降低碲锌镉晶片制备时的含杂量，有利于保证制备得到的碲锌镉晶片的纯度。

(2)技术方案

本发明的实施例提出了一种碲锌镉晶片制备的除杂方法，包括如下步骤：

对制备所需的碲锌镉三种原料分别进行酸洗，再用流动的纯水冲洗，最后再进行烘干待用；

对制备所需的石英管进行酸洗，再用流动的纯水冲洗，最后再进行烘干待用；

将碲锌镉三种原料依次装入经过处理的石英管内，并充入保护气后封闭石英管，随后将石英管放置到温度范围为500-1000℃的摇摆炉中进行合成反应，制备得到单晶晶棒；

在无尘和高于大气压环境中将得到的单晶晶棒经切片、腐蚀、抛光和清洗处理。

进一步地，所述碲锌镉三种原料的纯度不低于99.999999％。

进一步地，所述酸洗采用浓度范围为2mol/L-10mol/L的盐酸、硝酸或硫酸溶液中的任意一种，酸洗的时间不低于30min。