[发明专利]具有缓冲层的CdZnTe薄膜光电探测器的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有缓冲层的CdZnTe薄膜光电探测器的制备方法，属于薄膜光电探测器部件制造工艺技术领域。本发明的目的是通过在采用近空间升华法制备CdZnTe薄膜之前先引入缓冲层（ZnTe/CdTe），从而达到提高CdZnTe薄膜质量的目的，给CdZnTe薄膜在光电探测器设备中的实际应用提供了新的方案。本发明是一种具有缓冲层的CdZnTe薄膜光电探测器的制备方法,其特点在于基于高真空近空间升华与磁控溅射镀膜一体化工艺设备，以预处理过的单晶Si为衬底，先溅射ZnTe/CdTe作为缓冲层，再传输到升华腔内用CdZnTe单晶的粉末源沉积一层CdZnTe薄膜，之后对CdZnTe薄膜进行退火及腐蚀等后处理，并通过电子束沉积叉指型的金电极获得理想欧姆接触，最终制得薄膜光电探测器部件。

主权项

1.一种具有缓冲层的CdZnTe薄膜光电探测器的制备方法，其特征具有以下的过程和步骤：a.衬底Si片的预处理：采用本征单晶Si片做为衬底，将衬底先用曲拉通去除表面的油污，再用去离子水、丙酮和乙醇分别超声清洗5～20分钟，去除衬底表面的有机物与杂质，最后将衬底放在氢氟酸的稀释溶液中浸泡10～15分钟去除表面的SiO2，烘干后放入高真空近空间升华与磁控溅射镀膜设备的磁控溅射腔内；b.磁控溅射缓冲层：以Si为衬底采用磁控溅射法依次溅射ZnTe和CdTe薄膜作为CdZnTe薄膜生长的缓冲层；靶材分别为纯度为99.99％的ZnTe和CdTe；ZnTe和CdTe的溅射条件相同，即溅射气氛为氩气，溅射气压为1～6mTorr，溅射功率50～200W,溅射时间20～100min；ZnTe和CdTe的膜厚分别在0.05～1μm；缓冲层制备好以后，通过设备自带的机械手将衬底传输到近空间升华腔内；c.真空沉积CdZnTe薄膜：首先是CdZnTe单晶粉末升华源的准备，即采用移动加热法生长出质量好、成分均匀且Zn含量为2～20％的CdZnTe单晶；生长好的单晶被切片然后研磨成粉末做为升华源；然后是薄膜的生长，开机械泵抽真空保持升华腔内的气压在2Pa以下；加热升华源和衬底的温度分别为650℃和400℃；生长3h后，关闭升华源和衬底的加热；冷却样品至室温；关机械泵，取出样品；薄膜的厚度在300μm左右；d.CdZnTe薄膜的退火及腐蚀：样品在氮气保护下慢速退火30～90min，退火温度为300～450℃；将退火样品放在0.1～0.2％的溴甲醇浓液中腐蚀5～40S，然后将样品依次放入无水甲醇和去离子水中清洗吹干；e.叉指电极的制备：通过光刻工艺制作叉指电极掩膜板，利用掩膜板在样品的表面采用电子束蒸发法在样品的表面沉积金电极；然后在真空中退火15～45min，退火温度为100～450℃，使得薄膜和电极之间形成良好的欧姆接触；最终制得薄膜光电探测器部件。