一种CZT辐射探测薄膜材料的表面处理方法技术

本发明专利技术涉及一种CZT辐射探测薄膜材料的表面处理方法，配置专用的粗抛液和细抛液，对薄膜材料采用外8字磨抛法磨粗抛和细抛薄膜表面，配置专用的腐蚀液，按照腐蚀30s后取出，然后用甲醇超声清洗30s，再用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min，最后用氮气吹干的工艺完成腐蚀；再进行氧离子和氩气刻蚀完成对薄膜材料的表面。本方法通过对CZT多晶厚膜表面进行抛光、腐蚀和刻蚀表面处理，使得CZT多晶膜表面度提高，大幅度提高了厚膜探测器的光电性能。大幅度提高了厚膜探测器的光电性能。大幅度提高了厚膜探测器的光电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种CZT辐射探测薄膜材料的表面处理方法


[0001]本专利技术属于薄膜材料的表面处理方法，特别涉及碲锌镉半导体多晶薄膜材料的表面处理方法。

技术介绍

[0002]Cd
1-x
Zn
x
Te是一种性能优异的新型室温半导体核辐射探测器材料，这种材料具有以下优点：(1)原子序数大，对x射线具有比较大的阻止能力，1mm厚CZT晶片可完全吸收能量低于60keV的硬X射线，对于122keV的γ射线，2mm厚的CZT晶片可吸收70％；(2)优良的载流子传输特性，载流子迁移率与寿命积(μτ值)高于2
×
10-3
cm2/V；(3)相对较宽的带隙能量，其室温禁带宽度在1.49eV～2.26eV之间连续可调。相比CZT晶片，制备CZT多晶膜可以大大降低制备辐射探测器件的成本，并且可以制备均匀、致密、漏电流较低、开关比较大、大面积的平板探测器。薄膜表面的粗糙度将会影响器件性能，一般降低薄膜粗糙度方法有：(1)前期优化生长工艺参数，尽可能使生长的薄膜表面平整，粗糙度小；(2)但一般生长多晶薄膜表面比较还粗糙或存在一些玷污，需要后期通过一些表面处理方法来降低表面粗糙度，减少表面漏电流提高器件的信噪比。对生长完毕的CZT薄膜进行表面处理，可以大幅度的优化器件的光电性能。
[0003]虽然使用CZT多晶膜可以大大降低制备辐射探测器件的成本，并且可以制备均匀、致密、漏电流较低、开关比较大、大面积的平板探测器。但是薄膜的表面粗糙度会严重影响器件性能，而使用近距离升华法制备的CZT厚膜表面不平整，粗糙度大，不经过表面处理制备得到的探测器光电性能比较差。

技术实现思路

[0004]要解决的技术问题
[0005]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种CZT辐射探测薄膜材料的表面处理方法，通过对CZT多晶厚膜表面进行抛光、腐蚀和刻蚀表面处理，大幅度提高了厚膜探测器的光电性能。
[0006]技术方案
[0007]一种CZT辐射探测薄膜材料的表面处理方法，其特征在于步骤如下：
[0008]步骤1、磨平：磨抛薄膜表面，然后用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗，最后用氮气吹干；
[0009]步骤2、粗抛：用粗抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行粗抛，用蒸馏水反复超声清洗，直到表面无残留的白色MgO；所述粗抛液：按照质量百分比MgO︰去离子＝20:︰100配置粗抛液；
[0010]步骤3、细抛：使用细抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行细抛，每抛光20s就使用蒸馏水超声清洗5min，防止薄膜表面被腐蚀；重复上述操作数次；所述细抛液：按照体积百分比过氧化氢︰粗抛液＝1︰1配置细抛液
[0011]步骤4、腐蚀：将薄膜浸入腐蚀液中腐蚀30s后取出，然后用甲醇超声清洗30s，再用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min，最后用氮气吹干；所述腐蚀液：按照体积百分比甲醇︰溴＝50︰1.5配置溴甲醇腐蚀液；
[0012]步骤5、氧离子刻蚀：使用等离子刻蚀机刻蚀薄膜表面，气体为氧气，刻蚀功率为10W，气体流量为80sccm，工作气压为5Pa，刻蚀时间2min；
[0013]步骤6、氩气刻蚀：使用等离子刻蚀机刻蚀薄膜表面，气体为氩气，刻蚀功率为5W，氧气流量为90sccm，工作气压为5Pa，刻蚀时间5min。
[0014]所述步骤1的磨抛薄膜表面是：用砂纸采用外8字磨抛法进行。
[0015]所述砂纸采用2000和5000目砂纸。
[0016]所述用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min。
[0017]所述MgO粉末采用分析纯及其以上纯度MgO粉末。
[0018]有益效果
[0019]本专利技术提出的一种CZT辐射探测薄膜材料的表面处理方法，配置专用的粗抛液和细抛液，对薄膜材料采用外8字磨抛法磨粗抛和细抛薄膜表面，配置专用的腐蚀液，按照腐蚀30s后取出，然后用甲醇超声清洗30s，再用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min，最后用氮气吹干的工艺完成腐蚀；再进行氧离子和氩气刻蚀完成对薄膜材料的表面。本方法通过对CZT多晶厚膜表面进行抛光、腐蚀和刻蚀表面处理，使得CZT多晶膜表面度提高，大幅度提高了厚膜探测器的光电性能。
附图说明
[0020]图1：本专利技术的流程示意框图
具体实施方式
[0021]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0022]实施例1
[0023]S1、磨平：先后使用2000和5000目砂纸，采用外8字磨抛法磨抛薄膜表面，直到薄膜表面平整，肉眼看不到很明显的晶粒，然后用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min，最后用氮气吹干；
[0024]S2、配置粗抛液：使用分析纯及其以上纯度MgO粉末，按照质量百分比MgO：去离子＝20:100的比例配置粗抛液；
[0025]S3、粗抛：使用S2配置的粗抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行粗抛，直到肉眼观察不到薄膜表面有划痕，最后用蒸馏水反复超声清洗，直到表面无残留的白色MgO；
[0026]S4、配置细抛液：按照体积百分比过氧化氢:S2配置的抛光液＝1:1的比例配置细抛液；
[0027]S5、细抛：使用S4配置的粗抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行细抛，每抛光20s就使用蒸馏水超声清洗5min，防止薄膜表面被腐蚀。重复上述操作数次，直到在肉眼观察下表面像镜子一样光滑为止；
[0028]S6、配置腐蚀液：按照体积百分比甲醇：溴＝50:1.5的比例配置溴甲醇腐蚀液；
[0029]S7、腐蚀：将薄膜浸入S6配置的腐蚀液中腐蚀30s后取出，然后用甲醇超声清洗
30s，再用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min，最后用氮气吹干；
[0030]S8、氧离子刻蚀：使用等离子刻蚀机刻蚀薄膜表面，气体为氧气，刻蚀功率为10W，气体流量为80sccm，工作气压为5Pa，刻蚀时间2min；
[0031]S9、氩气刻蚀：使用等离子刻蚀机刻蚀薄膜表面，气体为氩气，刻蚀功率为5W，氧气流量为90sccm，工作气压为5Pa，刻蚀时间5min。
[0032]实施例2
[0033]S1、磨平：先后使用2000和5000目砂纸，采用外8字磨抛法磨抛薄膜表面，直到薄膜表面平整，肉眼看不到很明显的晶粒，然后用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min，最后用氮气吹干；
[0034]S2、配置粗抛液：使用分析纯及其以上纯度MgO粉末，按照质量百分比MgO：去离子＝20:100的比例配置粗抛液；
[0035]S3、粗抛：使用S2配置的粗抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行粗抛，直到肉眼观察不到薄膜表面有划痕，最后用蒸馏水反复超声清洗，直到表面无残留的白色MgO；
[0036]S4、配置细抛液：按照体积百分比过氧化氢:S2配置的抛光液＝1:1的比例配置细抛液；
[0037]S5、细抛：使用S4配置的粗抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行细抛，每抛光20s就本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CZT辐射探测薄膜材料的表面处理方法，其特征在于步骤如下：步骤1、磨平：磨抛薄膜表面，然后用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗，最后用氮气吹干；步骤2、粗抛：用粗抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行粗抛，用蒸馏水反复超声清洗，直到表面无残留的白色MgO；所述粗抛液：按照质量百分比MgO︰去离子＝20:︰100配置粗抛液；步骤3、细抛：使用细抛液，采用外8字磨抛法对薄膜表面进行细抛，每抛光20s就使用蒸馏水超声清洗5min，防止薄膜表面被腐蚀；重复上述操作数次；所述细抛液：按照体积百分比过氧化氢︰粗抛液＝1︰1配置细抛液步骤4、腐蚀：将薄膜浸入腐蚀液中腐蚀30s后取出，然后用甲醇超声清洗30s，再用丙酮、酒精和蒸馏水超声波清洗20min，最后用氮气吹干；所述腐蚀液：按照体积百分比甲醇︰溴＝50︰1.5配置溴甲醇腐蚀液；步骤5、氧离子刻蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李易伟，查钢强，张文玉，汪雅伟，曹昆，李阳，李磊，田亚杰，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，
类型：发明
国别省市：