CdZnTe核辐射探测器表面物理和化学钝化研究

闵嘉华¹，李万万¹，葛艳辉¹，桑文斌¹，张明龙¹，金玮¹

(1.上海大学,嘉定校区电子信息材料系,上海,201800)

摘要:表面漏电流引起的噪声会限制CdZnTe(CZT)探测器的性能,尤其对于共面栅探测器,漏电噪声的大小与器件的电极设计和表面处理工艺密切相关.本文比较了探测器表面的物理和化学钝化工艺:采用H2O2溶液和KOH-KCl溶液对CZT样品进行湿化学钝化处理,采用RFPCVD法在CZT样品表面沉积类金刚石薄膜(DLC)进行物理干法钝化.借助俄歇电子能谱(AES)和显微拉曼光谱以及ZC36微电流测试仪等手段研究了CZT表面组成与器件电学性能之间的关系.AES结果表明KOH-KCl溶液钝化可以改善CZT样品表面的化学组分比,H2O2溶液钝化可以将表面富Te层转化为高阻氧化层,钝化前后的I-V特性曲线表明两种化学钝化方法均可以有效地减小器件表面漏电流,达到满意的钝化效果.CZT样品表面物理钝化通过在样品表面沉积DLC薄膜加以实现,显微拉曼光谱表明CZT表面钝化层是高sp3含量的DLC薄膜,AES深度剖析表明DLC薄膜可以有效阻止CZT内部元素的外扩散,并且DLC薄膜内部C元素向CZT内部的扩散也是比较低的.DLC薄膜钝化后的CZT共面栅探测器表面栅距25μm的栅间电阻可以达到12GΩ,有效地降低了器件的表面漏电流.

关键词:CdZnTe; 核辐射探测器; 钝化; 类金刚石薄膜; 漏电流;

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