新型结构的CdZnTe探测器的制备方法

技术领域

本发明涉及CdZnTe探测器的技术领域，特别是涉及新型结构的CdZnTe探测器的制备方法。

背景技术

Cd

传统熔体法生长会存在的效率低、晶锭利用率低及废料不能回收利用等问题，而近空间升华法很好地解决了这一点；CSS法生长薄膜提高了生长效率，但由于外延异质结中薄膜与衬底之间存在失配，外延膜中不可避免地存在着大量的结构缺陷和电杂质，在能带中引入陷阱能级。这些能级对载流子产生复合、俘获和散射等作用过程，从而影响载流子寿命、迁移率等运输特性，最终影响CZT探测器的能量分辨率、电荷收集率等探测性能；

因此迫切地需要重新设计一款新的新型结构的CdZnTe探测器的制备方法以解决上述问题。

发明内容

本发明提供了新型结构的CdZnTe探测器的制备方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供了新型结构的CdZnTe探测器的制备方法，该新型结构的CdZnTe探测器的制备方法包括以下步骤：S1、衬底预处理，对GaAs衬底进行预处理动作；S2、CdZnTe多晶源预处理，对CdZnTe多晶源进行预处理动作；S3、CdZnTe膜的生长程序的设置，对CdZnTe膜生长温度和时间参数进行设置；S4、CdZnTe膜的生长，采用多晶源Cd

可选地，在所述步骤S1中，衬底预处理的具体步骤为：S11、将GaAs衬底切割成第一预设尺寸大小的方块；S12、将切割成第一预设尺寸的GaAs衬底依次放入丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗；S13、将经过超声清洗的GaAs衬底放至H

可选地，所述第一预设尺寸为12×12mm

可选地，在所述步骤S2内，对CdZnTe多晶源预处理的具体步骤为：S21、将CdZnTe多晶源切割成15×15mm2大小的方块；S22、用1000目的砂纸对切割后的CdZnTe多晶源方块氧化层进行打磨；S23、将打磨后的CdZnTe多晶源依次放至丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗20min；S24、用氮气对清洗完成的CdZnTe多晶源进行吹干动作；S25、将吹干后的CdZnTe多晶源放置于近空间升华炉内备用。

可选地，在所述步骤S3中，CdZnTe膜的生长程序设定的具体参数为：近空间升华炉内包括用于控制衬底温度的上加热台和用于控制CdZnTe多晶源温度的下加热台；且上加热台的温度设置为573-773 K，下加热台的温度控制在923-973 K，且生长时间为4h。

可选地，所述步骤S4中对CdZnTe膜生长的具体步骤为：S41、打开近空间升华炉，将经过预处理的Cd

可选地，在所述步骤S5中，CdZnTe阻挡层的生长程序设定的具体参数为：近空间升华炉内包括用于控制衬底温度的上加热台和用于控制CdZnTe多晶源温度的下加热台；且上加热台的温度设置为573-773 K，下加热台的温度控制在923-973 K，且生长时间为0.5h。

可选地，所述步骤S6中，CdZnTe阻挡层的生长具体步骤为：S61、打开近空间升华炉，将经过预处理的Cd

可选地，所述步骤S7中CdZnTe制探测器制备的具体步骤为：S71、采用真空蒸镀法，将CdZnTe cap-CdZnTe-GaAs外延膜放入蒸镀机内；S72、将蒸镀机内真空度抽至0.005Pa；S73、分别在CdZnTe cap-CdZnTe-GaAs外延膜和GaAs衬底表面蒸镀80nm的金电极层；S74、形成探测器。

可选地，所述步骤S74中中形成的探测器具体为Au-CdZnTe cap-CdZnTe-GaAs-Au探测器。

本发明的有益效果如下：

该新型结构的CdZnTe探测器的制备方法包括以下步骤：S1、衬底预处理，对GaAs衬底进行预处理动作；S2、CdZnTe多晶源预处理，对CdZnTe多晶源进行预处理动作；S3、CdZnTe膜的生长程序的设置，对CdZnTe膜生长温度和时间参数进行设置；S4、CdZnTe膜的生长，对CdZnTe膜进行生长处理；S5、CdZnTe阻挡层的生长程序的设置，对CdZnTe阻挡层生长温度和时间参数进行设置；S6、CdZnTe阻挡层的生长，对CdZnTe阻挡层进行生长处理；S7、CdZnTe探测器的制备，其中，本发明的新型结构的CdZnTe探测器的制备方法通过各个步骤的相互配合，在外延膜表面增加阻挡层，减小离子注入，从而提高膜的电阻率，减小漏电流，降低噪声，进而提高探测器的能量分辨率，载流子迁移率寿命积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明提供的新型结构的CdZnTe探测器的制备方法的流程示意图；

图2是本发明提供的未添加阻挡层的CdZnTe探测器对241Am@5.49MeVγ粒子响应能谱图；

图3是本发明提供的是增加阻挡层后的CdZnTe探测器对241Am@5.49MeV γ粒子响应能谱图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1至图3，本发明的新型结构的CdZnTe探测器的制备方法包括以下步骤：S1、衬底预处理，对GaAs衬底进行预处理动作；S2、CdZnTe多晶源预处理，对CdZnTe多晶源进行预处理动作；S3、CdZnTe膜的生长程序的设置，对CdZnTe膜生长温度和时间参数进行设置；S4、CdZnTe膜的生长，采用多晶源Cd

并且，请继续参阅图2-图3，图2是未添加阻挡层的CdZnTe探测器对241Am@5.49MeVγ粒子响应能谱图，并未出现吸收峰，不能实现γ粒子的能谱探测；

图3是增加阻挡层后的CdZnTe探测器，出现了对241Am@59.5KeVγ射线产生响应，并且能量分辨率达到了10.1%，说明增加阻挡层后能有效改善探测器对α，γ粒子的探测能力。

在本实施例中，在所述步骤S1中，衬底预处理的具体步骤为：S11、将GaAs衬底切割成第一预设尺寸大小的方块；S12、将切割成第一预设尺寸的GaAs衬底依次放入丙酮、无水乙醇和去离子水中进行超声清洗；S13、将经过超声清洗的GaAs衬底放至H

在本实施例中，所述第一预设尺寸为12×12mm

在本实施例中，在所述步骤S2内，对CdZnTe多晶源预处理的具体步骤为：S21、将CdZnTe多晶源切割成15×15mm

在本实施例中，在所述步骤S3中，CdZnTe膜的生长程序设定的具体参数为：近空间升华炉内包括用于控制衬底温度的上加热台和用于控制CdZnTe多晶源温度的下加热台；且上加热台的温度设置为573-773 K，下加热台的温度控制在923-973 K，且生长时间为4h。

在本实施例中，所述步骤S4中对CdZnTe膜生长的具体步骤为：S41、打开近空间升华炉，将经过预处理的Cd

其中，CdZnTe多晶源具体为Cd

在本实施例中，在所述步骤S5中，CdZnTe阻挡层的生长程序设定的具体参数为：近空间升华炉内包括用于控制衬底温度的上加热台和用于控制CdZnTe多晶源温度的下加热台；且上加热台的温度设置为573-773 K，下加热台的温度控制在923-973 K，且生长时间为0.5h。

在本实施例中，所述步骤S6中，CdZnTe阻挡层的生长具体步骤为：S61、打开近空间升华炉，将经过预处理的Cd

其中，CdZnTe多晶源具体为Cd

在本实施例中，所述步骤S7中CdZnTe制探测器制备的具体步骤为：S71、采用真空蒸镀法，将CdZnTe cap-CdZnTe-GaAs外延膜放入蒸镀机内；S72、将蒸镀机内真空度抽至0.005Pa；S73、分别在CdZnTe cap-CdZnTe-GaAs外延膜和GaAs衬底表面蒸镀80nm的金电极层；S74、形成探测器。

在本实施例中，所述步骤S74中中形成的探测器具体为Au-CdZnTe cap-CdZnTe-GaAs-Au探测器。

该新型结构的CdZnTe探测器的制备方法包括以下步骤：S1、衬底预处理，对GaAs衬底进行预处理动作；S2、CdZnTe多晶源预处理，对CdZnTe多晶源进行预处理动作；S3、CdZnTe膜的生长程序的设置，对CdZnTe膜生长温度和时间参数进行设置；S4、CdZnTe膜的生长，采用多晶源Cd

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。