论文部分内容阅读
溴化铊(TlBr)作为一种很有前途的室温半导体核辐射探测器材料,近些年被国内外广泛研究。TlBr材料有其独有的特点,高原子序数(Tl:81, Br:35)和高密度(7.56g/cm3)使其对高能射线有较强的阻止本领,宽禁带(2.68eV)能保证探测器在室温下稳定的工作且拥有小的噪声。TlBr探测器具有较高的探测效率和较好的能量分辨率,已广泛应用于空间物理学、医学和军事领域。然而在探测器的制备过程中,晶片表面的损伤层、结构缺陷以及恶劣的电极接触,严重影响了器件的性能。所以在晶片的制备工艺中,晶片的表面处理和电极制作扮演着重要的角色。然而,关于TlBr晶片表面处理工艺和电极制备工艺尚未见详细的报道,因此本文就TlBr晶片的表面处理工艺,以及晶片的二次退火进行了较为深入的研究。本文采用电控动态梯度法(EDG)生长溴化铊晶体,研究了不同的抛光方式对晶片表面质量的影响。首次将化学机械抛光引入到TlBr晶片的表面处理工艺中,比较了传统处理工艺(机械抛光、化学腐蚀)同化学机械抛光工艺对晶片表面粗糙的去除效果,并测试了不同抛光处理后晶片的性能。测试表明,化学机械抛光的晶片表面质量最好,制作的探测器在200V电压下漏电流为6.16×10-8A,室温下对241Am的能谱响应为27.92%。此外,本文还研究了晶片的二次退火对晶片欧姆接触的影响。首先研究了退火气氛对晶片性能的影响。分别在空气和氮气气氛下进行100oC退火,退火90分钟。研究表明,退火后晶片的漏电流都有一定程度的减小,电极接触变好。使用氮气气氛退火能有更好的效果。在此基础上研究了氮气气氛下退火温度对晶片性能的影响,晶片分别进行不同温度的退火(80oC,100oC,120oC,150oC,200oC,250oC),退火时间为90分钟。结果表明,150oC下的晶片漏电流减小最显著,且伏安特性曲线线性和对称性最好。