三温区坩埚下降法生长Cd1-x Znx Te单晶体.pdfVIP

助 锨 _辛孝 斟 Znz 三温区坩埚下降法生长Cd。一z Te单晶体“ 邱春丽，赵北君，朱世富，王智贤，李新磊，何知宇，陈宝军，唐世红 (四川大学材料科学与工程学院，四川成都610064) 摘要： CdZnTe晶体是一种性能优异的室温核辐致，并且要使其中由于传热及坩埚内晶体、熔体移动所 射探测器材料。在熔体法生长CdZnTe晶体的过程造成的热扰动应尽量小。因此研究CZT晶体生长温 中，生长炉的内部温场分布对获得的晶体结构和性能 度场，并进行合理设计，对生长出高质量单晶体具有重 有很大影响。根据CdZnTe晶体的生长习性，设计了 要的实用价值。本文设计了三温区单晶炉，以期获得 三温区单晶炉，用坩埚下降法生长出CdZn’I、e单晶体。 满足CZT生长单晶所需要的温场，采用x射线衍射、 通过X射线衍射、红外透过率、卜V测试等分析研究， 得到了红外透过率约为61％，腐蚀蚀坑密度(EPD)为进行分析研究。 104 Te cm一，电阻率为109～lo”Q·cm的Cd0．9Zno．1 2 实 验 单晶体。表明三温区坩埚下降法生长的单晶体结晶质 量好、成分分布均匀、EPD低、红外透过性能好且电阻 2．1温场设计 率高。 生长CZT晶体大多采用两温区单晶炉，对于两温 关键词： CdZnTe；单晶生长；坩埚下降法；三温区 区生长炉来讲，要增大结晶区的温度梯度，就不得不提 中图分类号：0782 文献标识码：A 高上炉温度或降低下炉温度，但高温区温度太高易导 文章编号：1001—9731(2009101—0060—03致熔体剧烈挥发、分解和生长安瓿膨张，低温区温度太 低易使晶体产生较大的热应力，使晶体的位错密度增 1 引 言 大。为了改善两温区单晶生长炉的温场分布，本文设 碲锌镉(CZT)晶体是一种优良的三元化合物半导计了三温区单晶生长炉，如图l所示。在上炉体靠近 体材料，制成的探测器具有较大的吸收系数，较高的分 两炉交界处增设了一段电阻丝，这部分区域的长度要 辨率，体积小，使用方便，可以在室温下工作。在X、7 求覆盖整个梯度区，主要作用是对梯度区的温场起控 射线的能量分析，放射性核素检测，核医学，核保障监 制补偿作用，达到在生长过程中稳定固液界面的目的。 测，核成像等方面有着广泛的应用前景[1~3]。目前，对在上下炉体之间仍然加装隔热板和散热片，起到拉大 CZT探测器的研究已成为国际上的一个热点，制备出 温梯的作用。 低缺陷、高质量的CZT大单晶材料是获得性能优异的 探测器的前提条件，但是由于CZT生长温度高、热导 率低、层错能低等特点，很难生长出质量优异、重复性 coilsone Heating 好、成品率高的CZT单晶，因而限制了CZT探测器的 J c。“ple crucible —The嗍aI 应用‘蛐]。 Grow