專(zhuān)利名稱：碲鋅鎘像素探測(cè)器電極的鈍化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種像素探測(cè)器電極的鈍化方法，特別涉及一種碲鋅鎘(Cdl-xZnxTe， 以下在不特指x值的時(shí)候簡(jiǎn)稱CdZnTe)像素探測(cè)器電極的鈍化方法。
背景技術(shù)：
CdZnTe作為探測(cè)器材料，晶片的表面處理工藝是決定探測(cè)器性能的關(guān)鍵因素之 一，隨著對(duì)探測(cè)器性能要求的不斷提高，更好的鈍化作用以及更低的漏電流成為探測(cè)器表 面處理的關(guān)鍵性問(wèn)題。傳統(tǒng)半導(dǎo)體探測(cè)器表面的鈍化方法分為濕化學(xué)法和干法，CdZnTe探 測(cè)器多采用濕化學(xué)法。 文獻(xiàn)l"study of oxidized cadmi皿m zinc telluride surfaces [J]. J. Tbc. sci. Technol A. 1997， 15(3) :850 853"公開(kāi)了一種采用濕化學(xué)法對(duì)CdZnTe表面鈍化的方法， 該方法用H202對(duì)CdZnTe表面進(jìn)行鈍化，但是其對(duì)能量分辨率沒(méi)有太大的提高，漏電流只降 低37%，鈍化效果不明顯。 文獻(xiàn)2 "CdZnTe晶片表面鈍化研究.[J].功能材料，2005， 36 (6) :856 858"公 開(kāi)了一種采用濕法鈍化法對(duì)CdZnTe表面鈍化的方法，該方法用NH4F/H202對(duì)CdZnTe表 面進(jìn)行鈍化，漏電流下降率隨偏壓的升高而降低，外壓iov時(shí)，電流下降最明顯，下降率為 73. 7%，外壓50V以上時(shí)漏電流下降不足50% .。 采用濕化學(xué)法鈍化對(duì)晶片表面的清潔度要求較高，并且為需要對(duì)電極進(jìn)行保護(hù)， 操作繁瑣；雙氧水以及其他濕化學(xué)法鈍化用化學(xué)物質(zhì)可能引入污染；尤其濕化學(xué)法鈍化難 以實(shí)現(xiàn)CdZnTe像素探測(cè)器制備中復(fù)雜電極的鈍化。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)鈍化后的CdZnTe表面漏電流偏高的不足，本發(fā)明提供一種碲 鋅鎘像素探測(cè)器電極的鈍化方法，采用氧離子刻蝕的鈍化方法，通過(guò)對(duì)刻蝕過(guò)程中真空度， 氧氣進(jìn)氣流量，工作氣壓，刻蝕時(shí)間和射頻功率的控制，可以提高鈍化效果降低漏電流。氧 離子刻蝕過(guò)程是離子轟擊的物理效應(yīng)和活性離子的化學(xué)效應(yīng)相結(jié)合的過(guò)程。氧離子轟擊產(chǎn) 生的物理效應(yīng)可以有效去除CdZnTe表面的污染物；當(dāng)刻蝕參數(shù)調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)，刻蝕以 離子化學(xué)效應(yīng)為主，等離子體與CdZnTe表面發(fā)生反應(yīng)生成氧化物，使CdZnTe表面漏電流減 小，可以實(shí)現(xiàn)良好的表面鈍化效果。 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案一種碲鋅鎘像素探測(cè)器電極的鈍化方 法，其特點(diǎn)是包括下述步驟 (a)對(duì)CdZnTe晶體進(jìn)行線切割，研磨、機(jī)械拋光，清洗后在2 4% Br-MeOH中化 學(xué)拋光，得到CdZnTe晶片； (b)將經(jīng)機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的CdZnTe晶片通過(guò)清洗、涂膠、烘干、曝光、顯影、真 空蒸鍍電極和剝離工藝，制備出像素探測(cè)器電極； (c)將像素探測(cè)器電極放入RIE-3型反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中抽真空，真空度為 0. 3333 0. 3999Pa，調(diào)節(jié)氧氣流量為70 80cm3/min，調(diào)節(jié)工作氣壓為0. 5 1. 0Pa，調(diào)節(jié)
3射頻功率為8 12W，刻蝕時(shí)間為35 50min，完成刻蝕。 本發(fā)明的有益效果是采用氧離子刻蝕的鈍化方法，通過(guò)對(duì)刻蝕過(guò)程中真空度，氧 氣進(jìn)氣流量，工作氣壓，刻蝕時(shí)間和射頻功率的控制，提高了鈍化效果，漏電流由現(xiàn)有技術(shù) 下降70%左右降低到下降一個(gè)數(shù)量級(jí)。氧離子刻蝕過(guò)程是離子轟擊的物理效應(yīng)和活性離子 的化學(xué)效應(yīng)相結(jié)合的過(guò)程。氧離子轟擊產(chǎn)生的物理效應(yīng)可以有效去除CdZnTe表面的污染 物；當(dāng)刻蝕參數(shù)調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)，刻蝕以離子化學(xué)效應(yīng)為主，等離子體與CdZnTe表面發(fā) 生反應(yīng)生成氧化物，使CdZnTe表面漏電流減小，實(shí)現(xiàn)了良好的表面鈍化效果。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明方法實(shí)施例1刻蝕前后CdZnTe晶片表面的XPS能譜圖，插圖是刻蝕 前CdZnTe晶片表面的XPS能譜圖。 圖2是本發(fā)明方法實(shí)施例lCdZnTe晶片表面Te3d分譜圖，圖中(a)是刻蝕前 CdZnTe晶片表面Te3d分譜圖，(b)是刻蝕后CdZnTe晶片表面Te3d分譜圖。
圖3是本發(fā)明方法實(shí)施例1刻蝕前后的CdZnTe表面I/V測(cè)試曲線。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1 :第一步，對(duì)Cd。.9Zn。.Je晶體進(jìn)行線切割，研磨、機(jī)械拋光、清洗后在2% Br-MeOH中化學(xué)拋光，得到待用的CdZnTe晶片。然后將經(jīng)機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的CdZnTe晶 片通過(guò)清洗、涂膠、烘干、曝光、顯影、真空蒸鍍電極和剝離等工藝，制備出像素探測(cè)器電極。
第二步，將制備出的像素探測(cè)器電極放入RIE-3型反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中抽真空，真 空度為0. 3333Pa。 第三步，調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為70cmVmin。
第四步，調(diào)節(jié)工作氣壓，其參數(shù)為O. 75Pa。
第五步，調(diào)節(jié)射頻功率，其參數(shù)為IOW。 第六步，待功率調(diào)節(jié)完畢時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)刻蝕，刻蝕時(shí)間為40min，計(jì)時(shí)時(shí)間到完成刻蝕。 采用mi 5400ESCA System型XPS分析儀分析CdZnTe晶片的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)， 圖1和圖2測(cè)試結(jié)果表明，刻蝕后CdZnTe表面的Te主要以Te4+的形態(tài)存在，表面生成 了一層致密的Te02， Cd/Te/Zn原子比由刻蝕前的0. 752/1/0. 0165變化為離子刻蝕后的 0. 89/1/0. 11，說(shuō)明氧離子刻蝕后表面更接近CdZnTe的化學(xué)計(jì)量配比，表明采用氧離子刻 蝕工藝可以去除CdZnTe表面偏析層，對(duì)表面有鈍化作用；采用Agilent 4155-C型半導(dǎo)體參 數(shù)分析儀進(jìn)行CdZnTe晶片的I_V特性測(cè)試，圖3為刻蝕前后的CdZnTe表面I/V測(cè)試曲線， 結(jié)果表明，采用本發(fā)明的鈍化方法將CdZnTe像素探測(cè)器表面漏電流減小了一個(gè)數(shù)量級(jí)，外 壓10V時(shí)，漏電流由刻蝕前的1. 326X 10—9A降低到9. 926X 10—"A，表面鈍化作用明顯。
實(shí)施例2 :第一步，對(duì)Cd。.9Zn。.Je晶體進(jìn)行線切割，研磨、機(jī)械拋光、清洗后在2% Br-MeOH中化學(xué)拋光，得到待用的CdZnTe晶片。然后將經(jīng)機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的CdZnTe晶 片通過(guò)清洗、涂膠、烘干、曝光、顯影、真空蒸鍍電極和剝離等工藝，制備出CdZnTe像素探測(cè) 器電極。
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第二步，將制備出的的像素探測(cè)器電極放入RIE-3型反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中抽真空， 真空度為0. 3999Pa。 第三步，調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為80cmVmin。
第四步，調(diào)節(jié)工作氣壓，其參數(shù)為l.OPa
第五步，調(diào)節(jié)射頻功率，其參數(shù)為9W。 第六步，待功率調(diào)節(jié)完畢時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)刻蝕，刻蝕時(shí)間為50min，計(jì)時(shí)時(shí)間到完成刻 蝕。 采用mi 5400ESCA System型XPS分析儀分析CdZnTe晶片的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，測(cè)試 結(jié)果表明刻蝕后CdZnTe表面的Te主要以Te4+的形態(tài)存在，表面生成了一層致密的Te02， Cd/Te/Zn原子比由刻蝕前的0. 752/1/0. 0165變化為離子刻蝕后的0. 91/1/0. 09，說(shuō)明氧離 子刻蝕后表面更接近CdZnTe的化學(xué)計(jì)量配比，表明氧離子刻蝕工藝可以去除CdZnTe表面 偏析層，對(duì)表面有鈍化作用；采用Agilent 4155-C型半導(dǎo)體參數(shù)分析儀進(jìn)行CdZnTe晶片的 I-V特性測(cè)試，測(cè)試曲線表明，采用本發(fā)明的鈍化方法將CdZnTe像素探測(cè)器表面漏電流減 小了一個(gè)數(shù)量級(jí)，外壓10V時(shí)，漏電流由刻蝕前的2. 026X 10—9A降低到9. 998X 10—"A，表面 鈍化作用明顯。 實(shí)施例3 :第一步，對(duì)Cd。.9ZnaiTe晶體進(jìn)行線切割，研磨、機(jī)械拋光、清洗后在3% Br-MeOH中化學(xué)拋光，得到待用的CdZnTe晶片。然后將經(jīng)機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的CdZnTe晶 片通過(guò)清洗、涂膠、烘干、曝光、顯影、真空蒸鍍電極和剝離等工藝，制備出像素探測(cè)器電極。
第二步，將制備出的的像素探測(cè)器電極放入RIE-3型反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中抽真空， 真空度為0. 3333Pa。 第三步，調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為75cmVmin。
第四步，調(diào)節(jié)工作氣壓，其參數(shù)為0. 5Pa
第五步，調(diào)節(jié)射頻功率，其參數(shù)為8W。 第六步，待功率調(diào)節(jié)完畢時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)刻蝕，刻蝕時(shí)間為35min，計(jì)時(shí)時(shí)間到完成刻 蝕。 實(shí)施例4 :第一步，對(duì)Cd。.9Zn。.Je晶體進(jìn)行線切割，研磨、機(jī)械拋光、清洗后在4% Br-MeOH中化學(xué)拋光，得到待用的CdZnTe晶片。然后將經(jīng)機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的CdZnTe晶 片通過(guò)清洗、涂膠、烘干、曝光、顯影、真空蒸鍍電極和剝離等工藝，制備出像素探測(cè)器電極。
第二步，將制備出的的像素探測(cè)器電極放入RIE-3型反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中抽真空， 真空度為0. 3999Pa。 第三步，調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為調(diào)節(jié)氧氣進(jìn)流量，其參數(shù)為80cmVmin。
第四步，調(diào)節(jié)工作氣壓，其參數(shù)為l.OPa
第五步，調(diào)節(jié)射頻功率，其參數(shù)為12W。 第六步，待功率調(diào)節(jié)完畢時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)刻蝕，刻蝕時(shí)間為30min，計(jì)時(shí)時(shí)間到完成刻蝕。 除上述實(shí)施例外，還分別對(duì)技術(shù)方案中記載參數(shù)范圍進(jìn)行了不同的組合試驗(yàn)驗(yàn) 證，表明氧離子刻蝕工藝可以在CdZnTe像素探測(cè)器電極制備中取得了良好的鈍化效果。
權(quán)利要求
一種碲鋅鎘像素探測(cè)器電極表面的鈍化方法，其特征在于包括下述步驟(a)對(duì)CdZnTe晶體進(jìn)行線切割，研磨、機(jī)械拋光，清洗后在2～4％Br-MeOH中化學(xué)拋光，得到CdZnTe晶片；(b)將經(jīng)機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的CdZnTe晶片通過(guò)清洗、涂膠、烘干、曝光、顯影、真空蒸鍍電極和剝離工藝，制備出像素探測(cè)器電極；(c)將像素探測(cè)器電極放入RIE-3型反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中抽真空，真空度為0.3333～0.3999Pa，調(diào)節(jié)氧氣流量為70～80cm3/min，調(diào)節(jié)工作氣壓為0.5～1.0Pa，調(diào)節(jié)射頻功率為8～12W，刻蝕時(shí)間為35～50min，完成刻蝕。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種碲鋅鎘像素探測(cè)器電極的鈍化方法，用于對(duì)碲鋅鎘像素探測(cè)器電極進(jìn)行鈍化，降低漏電流。所述方法首先采用CdZnTe晶體，進(jìn)行線切割，研磨、機(jī)械拋光、清洗后在2％Br-MeOH中化學(xué)拋光，得到待用的CdZnTe晶片。然后將經(jīng)機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的CdZnTe晶片通過(guò)清洗、涂膠、烘干、曝光、顯影、真空蒸鍍電極和剝離等工藝，制備出像素探測(cè)器電極；然后放入RIE-3型反應(yīng)離子刻蝕機(jī)中抽真空，真空度為0.3333～0.3999Pa；調(diào)節(jié)氧氣流量為70～80cm3/min；調(diào)節(jié)工作氣壓為0.5～1.0Pa；調(diào)節(jié)射頻功率為8～12W；刻蝕時(shí)間為35～50min。通過(guò)上述步驟CdZnTe像素探測(cè)器電極間的CdZnTe表面生成致密氧化物薄膜，漏電流減小了一個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了鈍化目的。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101783373SQ200910254580
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者任潔, 傅莉, 孫玉寶, 查鋼強(qiáng) 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)