溴化鉈探測器晶片的表面處理和二次退火研究.pdf

1、溴化鉈(TlBr)作為一種很有前途的室溫半導體核輻射探測器材料，近些年被國內外廣泛研究。TlBr材料有其獨有的特點，高原子序數(Tl:81, Br:35)和高密度(7.56 g/cm3)使其對高能射線有較強的阻止本領，寬禁帶(2.68 eV)能保證探測器在室溫下穩(wěn)定的工作且擁有小的噪聲。TlBr探測器具有較高的探測效率和較好的能量分辨率，已廣泛應用于空間物理學、醫(yī)學和軍事領域。然而在探測器的制備過程中，晶片表面的損傷層、結構缺陷以及惡劣

2、的電極接觸，嚴重影響了器件的性能。所以在晶片的制備工藝中，晶片的表面處理和電極制作扮演著重要的角色。然而，關于TlBr晶片表面處理工藝和電極制備工藝尚未見詳細的報道，因此本文就 TlBr晶片的表面處理工藝，以及晶片的二次退火進行了較為深入的研究。
　　本文采用電控動態(tài)梯度法(EDG)生長溴化鉈晶體，研究了不同的拋光方式對晶片表面質量的影響。首次將化學機械拋光引入到TlBr晶片的表面處理工藝中，比較了傳統(tǒng)處理工藝(機械拋光、化學腐蝕

3、)同化學機械拋光工藝對晶片表面粗糙的去除效果，并測試了不同拋光處理后晶片的性能。測試表明，化學機械拋光的晶片表面質量最好，制作的探測器在200V電壓下漏電流為6.16×10-8A，室溫下對241Am的能譜響應為27.92％。
　　此外，本文還研究了晶片的二次退火對晶片歐姆接觸的影響。首先研究了退火氣氛對晶片性能的影響。分別在空氣和氮氣氣氛下進行100oC退火，退火90分鐘。研究表明，退火后晶片的漏電流都有一定程度的減小，電極接觸變