本发明专利技术涉及一种欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的制备方法，属于无机非金属材料器件制造工艺技术领域。本发明专利技术是采用近空间升华方法制备CdZnTe薄膜，并制作CdZnTe薄膜欧姆结构紫外光探测器，为制作高性能的紫外光探测器提供了新的方法。本发明专利技术制备高平整、颗粒尺寸均匀、电阻率高的CdZnTe薄膜样品。薄膜的厚度为>300m，电阻率>109Ωcm。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的制造方法，属于无机非金属材料器件制造工艺
技术介绍
紫外探测技术是近几年来研究最热门的军民两用光电探测技术。由于宇宙空间、火焰、石油、气体污染物分子，以及高压线的电晕现象等都会含有紫外线辐射，因此紫外探测器在航天、通讯、民用检测等领域都有着广泛的应用需求。世界各国把固态紫外探测器技术列为当今研究开发的重点课题。在宽禁带半导体紫外探测器的研究上，过去十年主要集中在SiC、GaN, ZnO、金刚石薄膜等材料上。近几年，用热蒸发技术生长“探测器级”CdZnTe薄膜方面取得的进展引起了探测领域的研究者们的极大兴趣。CdZnTe 是重要的I1-VI族化合物半导体，由于其具有较高的平均原子序数和较大的禁带宽度，所以用这种材料制备的探测器具有较大的吸收系数、较高的计数率，尤其不需任何的冷却设备就能在室温下工作。其优越的光电性能，可广泛应用于X射线荧光分析、安全检测、医学成像以及空间研究。但由于CdZnTe固有的物性，熔体法生长的晶体存在成分不均匀性、晶界、孪晶、位错、夹杂相与沉淀相等许多缺陷，CdZnTe单晶材料不适合大面积平板探测器。为此，我们要寻找一种适合制备大面积CMZnTe薄膜、成本低的方法。薄膜制备工艺相比单晶生长工艺简单，成本更低，批量生长可行性高，且基于薄膜的平面特性适合制备大面积的平板探测器。目前国际上对CdZnTe薄膜探测器的研究仍处于起步阶段。CdZnTe薄膜可由化学方法制备，也可通过物理气相沉积得到。在这些薄膜制备方法中，近空间升华法是最有前途的一种方法，这种方法成本低、速度快、质量好，适用于大面积沉积薄膜。目前，近空间升华法已用于CdTe薄膜的制备，但未见其在CdZnTe薄膜探测器上的应用。采用近空间升华设备制备CdZnTe薄膜，薄膜表面的晶粒大小、致密度、平整度可通过工作气压来控制，以便提高CdZnTe薄膜表面的电阻率，以此来减小漏电流。欧姆接触的电极结构能很好的控制漏电流，减小噪声，提高器件线性响应度。鉴于CdZnTe薄膜探测器具有空间分辨高、探测效率高、稳定性好、室温下工作无极化效应、造价低廉且易制成阵列成像器件等优点，对于探测器级CdZnTe薄膜制备工艺的研究是一项很有价值的工作。国内外目前尚未开始系统性地对于探测器级CdZnTe薄膜的制备工艺进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种一种欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的制造方法，采用近空间升华方法制备表面平整、高点阻率的CdZnTe薄膜，并制作CdZnTe薄膜欧姆结构紫外光探测器， 为制作高性能的紫外光探测器提供了新的方法。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种CdZnTe薄膜紫外光探测器的制备方法，包括如下过程和步骤: (a)CdZnTe单晶升华源的准备:根据已知的先有技术，将高纯Cd、Zn、Te放入石英管中，在高真空下，采用移动加热法生长出质量好、成分分布相对均匀的CdZnTe单晶体，其中锌的摩尔含量为5-20%，将生长好的晶体切片作为升华源； (b)衬底预处理:采用镀有透明导电层FTO(SnO2:F，掺氟的氧化锡)的玻璃作为衬底，将衬底用去离子水、丙酮和乙醇分别超声清洗5 15分钟，洗去表面的杂质与有机物，烘干后放入近空间升华反应室内； (c)CdZnTe薄膜生长过程:开机械泵抽真空，将升华腔内气压抽至IPa以下后关闭机械泵，通入氩气将气压调至10(T500Pa，关闭气瓶；开卤素灯将升华源及衬底分别加热到55(T650°C和4(KT55(TC ;生长30mirTl80min后，再通入氩气将气压调至50(Tl000Pa，继续生长30mirT60min后，关闭卤素灯，开机械泵抽真空至气压为IOPa以下，关机械泵，待样品冷却至室温，取出dZnTe薄 膜样品； (d)CdZnTe薄膜抛光、腐蚀及退火:采用0.03um颗粒度氧化铝，手工抛光制备好的样品；再将样品在CdC12氛围中35(T450° C退火20 50分钟；配制浓度为0.Γθ.5%的溴甲醇溶液，将退过火的样品浸入溶液腐蚀l(T60s，获得表面富碲的CdZnTe薄膜； (e)CdZnTe薄膜探测器的电极制作:在上述CdZnTe薄膜上表面采用蒸镀或溅射方法制备10(T300nm厚的金属电极；然后将样品在真空中100 250° C退火10 60分钟形成良好的欧姆接触，最终制得CdZnTe薄膜欧姆结构的紫外光探测器。本专利技术采用近空间升华方法制备高致密的CdZnTe薄膜，特别通过增大工作压强，制备出较为平整的薄膜表面和较高的电阻率。薄膜的厚度为30(T700mm， 同现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点: (I)近空间升华法(CSS)是一种实用性薄膜生长的工艺，已在CdTe薄膜制备上已经得到应用。近空间升华法CdZnTe薄膜制备工艺相比CdZnTe单晶生长工艺简单，成本更低，批量生长可行性闻。(2)通过近空间升华法可以制备出高电阻率和表面平整度的CdZnTe薄膜，电阻率约IO9 Ω.Cm，表面粗糙度<10nm。(3)制备的样品通过腐蚀，能得到一定程度富碲表面，这非常利于器件形成欧姆结构，欧姆结构探测器相比于现在的CdZnTe金属 半导体 金属(MSM)结构探测器能很好的控制器件漏电流，减小噪声，提高器件线性响应度。附图说明图1为本专利技术欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的结构示意图。图2为本专利技术欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的结构俯视图。图3为本专利技术欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的紫外光Γν曲线。具体实施例方式现将本专利技术的具体实施例叙述于后。实施例1 本实施例的制备过程和步骤如下:(a)CdZnTe单晶升华源的准备:根据已知的先有技术，将高纯Cd、Zn、Te放入石英管中，在高真空下，采用移动加热法生长出质量好、成分分布相对均匀的CdZnTe单晶体，其中锌的摩尔含量为5%，将生长好的晶体切片作为升华源； (b)衬底预处理:采用镀有透明导电层FTO的玻璃作为衬底，将衬底用去离子水、丙酮和乙醇分别超声清洗15分钟，洗去表面的杂质与有机物，烘干后放入近空间升华反应室内； (c)CdZnTe薄膜生长过程:开机械泵抽真空，将升华腔内气压抽至3Pa以下后关闭机械泵，通入氩气将气压调至200Pa，关闭气瓶；开卤素灯将升华源及衬底分别加热到650°C和500°C保持不变，生长150min后，再次通入氩气，将气压调至700Pa，生长40min后，关闭卤素灯，开机械泵抽真空至气压为IOPa以下，关机械泵，待样品冷却至室温，取出样品； (d)CdZnTe薄膜抛光、腐蚀及退火:采用0.03um颗粒度氧化铝，手工抛光制备好的样品，直至表面完全平整；再将样品在CdC12氛围中400° C退火30分钟；配制浓度为0.1%的溴甲醇溶液，将退过火的样品浸入溶液腐蚀40s，获得表面富碲的CdZnTe薄膜，其薄膜厚度为672um ； (e)制作电极:将上述制得CdZnTe薄膜上表面，在LDM150D离子束溅射仪中溅射150nm厚的金梳状电极；然后将样品在真空中200° C退火30分钟形成良好的欧姆接触，最终制得CdZnTe薄膜欧姆结构的紫外光探测器。实施例2 本实施例的制备过程和步骤如下: 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的制备方法，其特征在于，具有以下的工艺过程和步骤：（a）CdZnTe单晶升华源的准备：根据已知的先有技术，将高纯Cd、Zn、Te放入石英管中，在高真空下，采用移动加热法生长出质量好、成分分布相对均匀的CdZnTe单晶体，其中锌的摩尔含量为5?20%，将生长好的晶体切片作为升华源；（b）衬底预处理：采用镀有透明导电层FTO的玻璃作为衬底，将衬底用去离子水、丙酮和乙醇分别超声清洗5～15分钟，洗去表面的杂质与有机物，烘干后放入近空间升华反应室内；（c）CdZnTe薄膜生长过程：开机械泵抽真空，将升华腔内气压抽至1Pa以下后关闭机械泵，通入氩气将气压调至100~500Pa，关闭气瓶；开卤素灯将升华源及衬底分别加热到550~650℃和400~550℃；生长120min~150min后，再通入氩气将气压调至500~1000Pa，继续生长40min~60min后，关闭卤素灯，开机械泵抽真空至气压为10Pa以下，关机械泵，待样品冷却至室温，取出样品；（d）CdZnTe薄膜抛光、腐蚀及退火：采用0.03um颗粒度氧化铝，手工抛光制备好的样品；再将样品在CdCl2氛围中350~450℃?退火20~50分钟；配制浓度为0.1~0.5%的溴甲醇溶液，将退过火的样品浸入溶液腐蚀10~60s，获得表面富碲的CdZnTe薄膜；（e）CdZnTe薄膜探测器的电极制作：在上述CdZnTe薄膜上表面采用蒸镀或溅射方法制备100~300nm厚的金属电极；然后将样品在真空中100~250°C退火10~60分钟形成良好的欧姆接触，最终制得CdZnTe薄膜欧姆结构的紫外光探测器。...
【技术特征摘要】
1.一种欧姆结构CdZnTe薄膜紫外光探测器的制备方法，其特征在于，具有以下的工艺过程和步骤: (a)CdZnTe单晶升华源的准备:根据已知的先有技术，将高纯Cd、Zn、Te放入石英管中，在高真空下，采用移动加热法生长出质量好、成分分布相对均匀的CdZnTe单晶体，其中锌的摩尔含量为5-20%，将生长好的晶体切片作为升华源； (b)衬底预处理:采用镀有透明导电层FTO的玻璃作为衬底，将衬底用去离子水、丙酮和乙醇分别超声清洗5 15分钟，洗去表面的杂质与有机物，烘干后放入近空间升华反应室内； (c)CdZnTe薄膜生长过程:开机械泵抽真空，将升华腔内气压抽至IPa以下后关闭机械泵，通入氩气将气压调至10(T500Pa，关闭气瓶；开卤素灯将升华源及衬底分别加热到55(T650°C和40(T550°C;生...
【专利技术属性】
技术研发人员：王林军，姚蓓玲，黄健，唐可，沈萍，朱悦，张凯勋，夏义本，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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