CdZnTe探测器晶片的表面处理工艺

报道了CdZnTe探测器晶片表面钝化工艺对其性能的影响。先采用金相砂纸和化学腐蚀剂对CdZnTe晶片进行机械和化学抛光，然后分别用H2O2溶液和NH4F／H2O2溶液对晶片进行湿法钝化；再用ZC36微电流测试仪和扫描电镜测试研究了不同钝化时间对CdZnTe晶片电学性质和表面形态的影响。结果发现：用NH4F／H2O2溶液对CdZnTe探测器晶片进行钝化30min，晶片表面形成一层完整的高阻氧化层，表面漏电流最小、晶体电阻率提高1-2个数量级，达到10^9-10 Ω·cm，适合探测器的制备。

CdZnTe晶片4种化学钝化工艺效果的比较

常用于X射线和γ射线探测器中的CdZnTe(CZT)晶片经机械抛光后表面存在损伤层和许多肉眼看不到的划痕,采用溴甲醇(Br2-CH3OH)腐蚀可有效去除损伤层和划痕,使表面变得光亮平整。但经Br2-CH3OH腐蚀的表面富Te而产生较大的表面漏电流,为此,采用H2O2溶液,NH4F/H2O2溶液,KOH-KCl溶液+NH4F/H2O2溶液二步法和溴水4种湿法化学钝化工艺,对CZT晶片表面进行了钝化处理,并对比了其钝化效果。结果表明:二步法钝化效果最好,表面漏电流降低4个数量级,NH4F/H2O2对CZT晶片表面的钝化效果较好,表面漏电流降低3个数量级。

HgCdTe外延用的CdZnTe衬底研制

阐述了 Cd Zn Te衬底在红外焦平面阵列探测器研究中的重要性 ;概括了 Cd Zn Te晶体生长的方法、原理和工艺步骤 ;分析了影响晶体质量 (单晶面积、组分及均匀性、结晶完整性、光电特性 )的因素 ,并提出了与质量相关的控制技术 ;介绍了 Cd Zn Te衬底制备过程中 ,晶片处理的工艺和步骤 (晶锭的定向切割、单晶划片、极性鉴别、磨抛、腐蚀 ) ;报道了目前 Cd Zn Te晶体的性能水平、晶片处理结果和 Cd Zn Te的应用情况。

CdZnTe接触电极与引线的超声波焊接

为实现高电阻CdZnTe半导体(简称CZT)接触电极与外引线的超声波焊接,采用正交实验法探讨CZT接触电极与引线超声波焊接质量的影响因素及其作用规律。结果表明:经机械抛光表面处理的CZT晶片,采用离子溅射法制备的金电极与外引线间具有较高的超声波焊合率,能获得最佳焊点质量的电极厚度为180nm。此外,CZT接触电极制备工艺和楔入压力都是影响CZT接触电极与引线超声波焊接质量的主要因素,当CZT接触电极制备工艺确定后,楔入压力成为影响CZT接触电极与引线超声波焊接质量的主要因素,焊接功率则为次要因素。经优化后CZT接触电极与引线超声波焊接主要工艺参数为:一焊楔入压力0.882N;二焊楔入压力0.588N;焊接功率1.5W;焊接时间20ms。

Au/p-CdZnTe欧姆接触的电学测量及界面特性分析

采用化学镀金法在高阻p-CZT(CdZnTe)晶片表面制备Au电极,并用改进的圆环传输线模型(Ring-CTLM)测量了CZT电极的接触电阻,探讨了大气气氛下退火温度对CZT电极欧姆特性的影响。实验结果表明,200℃退火可以显著改善欧姆特性,使接触电阻率cρ显著减小,采用Ring-CTLM模型测得CZT与金电极接触电阻率为0.1524Ω.cm2。通过XPS分析了CZT与Au电极接触界面的成分,发现在Au/p-CdZnTe界面处形成了CdTeO3层,该界面层可起到载流子复合中心的作用,构建的新模型很好地解释了化学镀金法在p-CdZnTe晶片表面形成欧姆接触的机理。

CdZnTe表面处理对其引线超声焊接质量的影响

采用扫描电镜及EDS测试研究了高电阻CdZnTe金电极与外引线的超声焊接工艺,探讨了CdZnTe表面处理工艺、接触电极厚度及焊接参数对引线超声焊接质量的影响规律。研究结果表明,经机械抛光表面处理的CdZnTe晶片,其金电极与外引线间容易实现超声焊接;CdZnTe电极厚度与引线焊合率之间呈抛物线关系,获得最佳焊接质量的电极厚度为180nm左右。楔入压力和焊接功率是影响CZT金电极与引线焊接质量的重要因素,当焊接功率为2W、焊接压力为60×10-3kg、焊接时间20ms和烧球强度1.5W时,易获得良好的CdZnTe金电极与引线焊接接头。

全自动化学抛光机系统设计

针对碲锌镉晶片的化学抛光处理工艺需求,按照全自动工艺处理要求,设计了一套全自动化学抛光设备,实现了自动上下料、自动抛光、自动清洗吹干等工艺步骤,并介绍了全自动化学抛光设备的系统设计及实现。