探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法技术

一种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法包括步骤：探测器级高纯锗单晶为p型锗单晶，在p型锗单晶的头部取霍尔样片和位错样片分别进行载流子浓度和位错密度检测、在p型锗单晶的剩余晶体的头部取DLTS样片；处理；在DLTS样片的正面溅射圆点锡膜作为肖特基电极，DLTS样片的背面用锡箔连接铜片，铜片的表面外轮廓大于DLTS样片，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的部分作为欧姆电极，所述部分的面积为圆点锡膜的面积的十倍以上，由此形成检测样品；检测：接触检测，若肖特基电极和欧姆电极的接触没有问题，则进行常温IV曲线检测，若检测样品形成肖特基接触，则进行DLTS谱信号检测，如DLTS谱信号良好，则开始进行完整的低温DLTS检测以获得DLTS谱。DLTS检测以获得DLTS谱。DLTS检测以获得DLTS谱。

【技术实现步骤摘要】
探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法


[0001]本公开涉及锗领域，更具体地涉及一种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法。

技术介绍

[0002]高纯锗单晶材料是锗系列产品中最高端、制备技术难度最大的材料，纯度可达13N，是制造高纯锗探测器的核心材料。高纯锗探测器与其他探测器相比，具有能量分辨率好、探测效率高、稳定性强等无可比拟的优点，成为核物理、粒子物理、检验检疫、生物医学及国防安全不可或缺的仪器设备，市场应用前景广阔。
[0003]DLTS(深能级瞬态谱，Deep Level Transient Spectroscopy)是半导体领域研究和检测半导体杂质、缺陷深能级、界面态等的重要技术手段。
[0004]但是由于DLTS检测属于非标准检测，针对不同的材料需要设计不同的检测样品，才能保证获得有效的检测结果。目前针对探测器级高纯锗单晶，在采用DLTS设备进行深能级缺陷的检测尚无任何报道，故需要探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法上进行开发。

技术实现思路

[0005]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本公开的目的在于提供一种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，其能实现测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测。
[0006]由此，一种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法包括步骤：S1，取样：探测器级高纯锗单晶为p型锗单晶，在p型锗单晶的头部取霍尔样片和位错样片分别进行载流子浓度和位错密度检测，若p型锗单晶的霍尔样片的载流子浓度＜2E10cm
‑3且p型锗单晶的位错样片的位错密度＜10000cm
‑2，则在p型锗单晶的剩余晶体的头部取DLTS样片；S2，处理：将DLTS样片进行表面研磨、抛光、腐蚀至镜面，用纯水清洗，吹干即可；S3，电极制备：在DLTS样片的正面溅射圆点锡膜，圆点锡膜作为肖特基电极，DLTS样片的背面用锡箔连接铜片，锡箔至少部分覆盖并接触DLTS样片的背面，铜片的表面外轮廓大于DLTS样片的表面外轮廓，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的部分作为欧姆电极，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的所述部分的面积为圆点锡膜的面积的十倍以上；由此形成检测样品；S4，检测，将检测样品放入DLTS检测设备的样品台中，样品台的正极探针与检测样品的肖特基电极接触，样品台的负极探针与铜片的超出DLTS样片的表面外轮廓的部分接触，然后进行接触检测，以确定肖特基电极和欧姆电极的接触是否有问题，若肖特基电极和欧姆电极的接触没有问题，则进行常温IV曲线检测，若检测样品形成肖特基接触，则进行DLTS谱信号检测，如DLTS谱信号良好，则开始进行完整的低温DLTS检测以获得DLTS谱。
[0007]由此，一种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法包括步骤：S1，取样：探测器级高纯锗单晶为n型锗单晶，在n型锗单晶的尾部取霍尔样片和位错样片分别进行载流子浓度和位错密度检测，若n型锗单晶的霍尔样片的载流子浓度＜2E10cm
‑3且n型锗单晶的
位错样片的位错密度＜5000cm
‑2，则在n型锗单晶的剩余晶体的尾部取DLTS样片；S2，处理：将DLTS样片进行表面研磨、抛光、腐蚀至镜面，用纯水清洗，吹干即可；S3，电极制备：在DLTS样片的正面溅射圆点金膜，后进行退火热处理，圆点金膜作为肖特基电极，DLTS样片的背面用锡箔连接铜片，锡箔至少部分覆盖并接触DLTS样片的背面，铜片的表面外轮廓大于DLTS样片的表面外轮廓，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的部分作为欧姆电极，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的所述部分的面积为圆点金膜的面积的十倍以上；由此形成检测样品；S4，检测：将检测样品放入DLTS检测设备的样品台中，样品台的正极探针与检测样品的肖特基电极接触，样品台的负极探针与铜片的超出DLTS样片的表面外轮廓的部分接触，然后进行接触检测，以确定肖特基电极和欧姆电极的接触是否有问题，若肖特基电极和欧姆电极的接触没有问题，则进行常温IV曲线检测，若检测样品形成肖特基接触，则进行DLTS谱信号检测，如DLTS谱信号良好，则开始进行完整的低温DLTS检测以获得DLTS谱。
[0008]本公开的有益效果如下：基于上述两种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，能实现测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测。
附图说明
[0009]图1是示出实施例1的常温下合格的针对p型锗单晶的IV曲线的图。
[0010]图2是对比例1的针对p型锗单晶的肖特基电极和欧姆电极不进行退火的常温下的IV曲线的图。
[0011]图3是实施例1的160K下合格的针对p型锗单晶的DLTS谱信号的图。
[0012]图4是对比例1的160K下的针对p型锗单晶的DLTS谱信号的图。
[0013]图5是对比例2的针对p型锗单晶的锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的部分的面积为圆点锡膜的面积的五倍时的160K下的DLTS谱信号的图。
[0014]图6是实施例1的针对p型高单晶的10K
‑
160K范围的DLTS谱的图。
[0015]图7是对比例2的针对p型高单晶的10K
‑
160K范围的DLTS谱的图。
[0016]图8是实施例2的160K下合格的针对n型锗单晶的DLTS谱信号的图。
[0017]图9是实施例2的针对n型高纯锗的10K
‑
160K范围的DLTS谱的图。
具体实施方式
[0018][探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法
‑
p型锗单晶][0019]针对p型锗单晶，探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法包括步骤：
[0020]S1，取样：探测器级高纯锗单晶为p型锗单晶，在p型锗单晶的头部取霍尔样片和位错样片分别进行载流子浓度和位错密度检测，若p型锗单晶的霍尔样片的载流子浓度＜2E10cm
‑3且p型锗单晶的位错样片的位错密度＜10000cm
‑2，则在p型锗单晶的剩余晶体的头部取DLTS样片；
[0021]S2，处理：将DLTS样片进行表面研磨、抛光、腐蚀至镜面，用纯水清洗，吹干即可；
[0022]S3，电极制备：在DLTS样片的正面溅射圆点锡膜，圆点锡膜作为肖特基电极，DLTS样片的背面用锡箔连接铜片，锡箔至少部分覆盖并接触DLTS样片的背面，铜片的表面外轮廓大于DLTS样片的表面外轮廓，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的部分作为欧姆电极，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的所述部分的面积为圆点锡膜的面积的十倍以上，之后
进行退火，由此形成检测样品；
[0023]S4，检测：将检测样品放入DLTS检测设备的样品台中，样品台的正极5探针与检测样品的肖特基电极接触，样品台的负极探针与铜片的超出DLTS样片的表面外轮廓的部分接触，然后进行电极接触检测，以确定肖特基电极和欧姆电极的接触是否有问题，若肖特基电极和欧姆电极的接触没有问题，则进行常温IV曲线检测，若检测样品形成肖特基接触，则进行DL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，包括步骤：S1，取样：探测器级高纯锗单晶为p型锗单晶，在p型锗单晶的头部取霍尔样片和位错样片分别进行载流子浓度和位错密度检测，若p型锗单晶的霍尔样片的载流子浓度＜2E10cm
‑3且p型锗单晶的位错样片的位错密度＜10000cm
‑2，则在p型锗单晶的剩余晶体的头部取DLTS样片；S2，处理：将DLTS样片进行表面研磨、抛光、腐蚀至镜面，用纯水清洗，吹干即可；S3，电极制备：在DLTS样片的正面溅射圆点锡膜，圆点锡膜作为肖特基电极，DLTS样片的背面用锡箔连接铜片，锡箔至少部分覆盖并接触DLTS样片的背面，铜片的表面外轮廓大于DLTS样片的表面外轮廓，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的部分作为欧姆电极，锡箔的覆盖并接触DLTS样片的背面的所述部分的面积为圆点锡膜的面积的十倍以上；由此形成检测样品；S4，检测，将检测样品放入DLTS检测设备的样品台中，样品台的正极探针与检测样品的肖特基电极接触，样品台的负极探针与铜片的超出DLTS样片的表面外轮廓的部分接触，然后进行接触检测，以确定肖特基电极和欧姆电极的接触是否有问题，若肖特基电极和欧姆电极的接触没有问题，则进行常温IV曲线检测，若检测样品形成肖特基接触，则进行DLTS谱信号检测，如DLTS谱信号良好，则开始进行完整的低温DLTS检测以获得DLTS谱。2.根据权利要求1所述的探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，其特征在于，在步骤S1中，霍尔样片的取样规格为(8
‑
12mm)
×
(8
‑
12mm)
×
(1
‑
2mm)、位错样片的取样规格为p型锗单晶的头部的整个横截面
×
(3
‑
5mm)的厚度以及DLTS样片的取样规格为(15
‑
20mm)
×
(15
‑
20mm)
×
(3
‑
5mm)。3.根据权利要求1所述的探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，其特征在于，在步骤S3中，DLTS样片的背面用锡箔连接铜片为：带洁净手套，将锡箔放在DLTS样片的背面与铜片之间，用手从两侧挤压DLTS样片与铜片，使DLTS样片、锡箔与铜片连接在一起。4.根据权利要求1所述的探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，其特征在于，在步骤S1中，DLTS样片的取样规格为(15
‑
20mm)
×
(15
‑
20mm)
×
(3
‑
5mm)；在步骤S3中，圆点锡膜的直径为1
‑
2mm、厚度为100
‑
200nm，锡箔取与DLTS样片的轮廓相同的(15
‑
20mm)
×
(15
‑
20mm)以完全接触并覆盖DLTS样片的背面，锡箔的厚度为30
‑
50μm。5.根据权利要求1所述的探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，其特征在于，在步骤S3中，退火为：溅射好锡膜的DLTS样片的正面朝上，铜片在锡箔的下方，放入7N氮气退火炉中，温度为300
‑
400℃，时间为20
‑
30min。6.一种探测器级高纯锗单晶的深能级缺陷的检测方法，包括步骤：S1，取样：探测器级高纯锗单晶为n型锗单晶，在n型锗单晶的尾部取霍...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾小英，赵青松，牛晓东，狄聚青，
申请(专利权)人：安徽光智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：