[00126672]室温核辐射探测材料及器件关键技术研究

本项目完成的主要成果为： （1）设计并改进了Te熔剂移动加热器法晶体生长设备,满足CdZnTe晶体稳态生长条件,获得了移动加热器法生长高质量CdZnTe晶体的最优化工艺参数。 （2）完善了改进的垂直布里奇曼法生长大直径CdZnTe晶体工艺,主要是籽晶工艺和晶体的原位退火工艺开发,提出了降低晶体缺陷的新工艺：变速下降+回熔。制备的晶体直径达Φ60 mm,电阻率最高达6.5×10^10 Ω?cm、μτ达7.5×10^-3 cm2/V。 （3）开展了CdZnTe核辐射探测器制备工艺和几何结构的优化设计,研发探测器的高功效、小型化信号处理系统。基于权重势理论并采用ANSYS 软件设计出具有高的探测分辨率和灵敏度的电容性Frisch 栅电极的结构以及绝缘层材料的参数;研究设计出适用于CZT电容性Frisch栅探测器的信号读出电路和信号处理电路;设计并试制了一种新型便携式高灵敏度核素识别谱仪。采用自行研制的晶片,开发出适应便携式核辐射探测谱仪的CdZnTe核辐射探头,对137Cs源（662KeV）的能量分辨率 为1.9%; （4）在上述研究基础上,利用本项目开发的CdZnTe晶体开展了近空间升华法CdZnTe薄膜的制备及光电探测性能的研究。获得了厚度＞200μm,电阻率＞10^9Ω?cm,μτ值＞5×10^-3cm2/V、颗粒均匀且择优生长的高质量CdZnTe薄膜。开展了金属-CdZnTe薄膜的接触特性研究,并研制出Au/CdZnTe/FTO肖特基结构探测器。 （4）发表学术论文17篇,其中SCI收录11篇,申请发明专利11项; （5）培养了青年教师4名,博士研究生2名、硕士研究生10名。 （6）初步建成了CdZnTe晶体生长及器件加工实验室,包括晶体生长平台、晶片处理平台、器件制备平台和性能测试平台四部分。 晶体生长平台包括垂直布里奇曼法晶体生长系统1套、移动加热器法晶体生长系统2套、石英坩埚镀膜设备、百级超净配料间、石英坩埚真空封管设备。晶片处理平台包括内圆切片机1台、线切割机1台、晶片抛光机3台。器件制备平台包含接触电极制备系统2台,分别为DM-450A型真空镀膜机和电子束蒸发镀膜机,和精密光刻机1台。性能测试平台包括ORTEC公司Trump-PCI-2K型微机多通道谱仪1台、Hall效应测试系统1台、半导体器件性能表征系统1台、缺陷表征的红外透过显微镜1台。