一种提高碲锌镉晶体性能的方法

摘要

本发明涉及一种新的提高碲锌镉晶体性能的方法和装置，属特殊晶体热处理工艺技术领域。其特点包括：利用生长后的晶体内存在的Te沉淀/夹杂相来吸附晶体中的有害杂质，然后利用热迁移机制（处在液态下Te沉淀在温度梯度温场中会向着高温方向移动）将晶锭置于一定的温度梯度温场中进行长时间退火，使晶体内的Te沉淀/夹杂相携带着杂质移动到晶体的尾端，最后切除尾部，得到提纯的碲锌镉晶体。采用本发明对完成生长的碲锌镉晶锭进行退火改性，能够显著的减少碲锌镉晶体中的杂质和缺陷的含量。

主权项

一种提高碲锌镉晶体性能的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：将生长完成的碲锌镉晶锭连同坩埚一起放入温度梯度炉内，并将其稳定的固定在支撑杆上，将温度梯度炉的上端设为高温区其温度为1100～700℃，下端设为低温区其温度为450～200℃，调节中间温区，使其温度梯度为20～50℃/cm;温度梯度温场的范围是300～1000℃；调节炉体和支撑杆的位置，使晶锭全部位于高温恒温区，保温24～48小时，并且该保温过程中可以减少位错；调节炉体和支撑杆的位置，使晶锭降到处于温度梯度温场中，当CZT晶体处于温度梯度温场中（高温THTe熔点）时，上方为高温端，下方为低温端，坩埚自上而下由高温端向低温端移动，其中Te沉淀熔化成一个小液滴，Te小液滴因杂质的扩散运动可吸附周围晶体中的杂质；由于在温度梯度场中，小液滴在垂直方向有温度差，上方为高温端T2，下方为低温端T1 ；高温端处CZT在Te小液滴中的溶解度C2大于低温端处的溶解度C1，由于该溶质溶解度差，使溶质在高温面处溶解在低温面处析出，从而使Te小液滴从低温端移向高温端，晶体冷却后表现为Te夹杂由低温端移动到高温端即由下向上移动；为了提高效率，使晶锭以一定速度（0.5～5mm/h）走过该温度梯度区；最后，等晶锭完成在温度梯度区的处理后，调节炉体和支撑杆的位置，使晶锭全部位于低温恒温区，保温24～48小时，以减少Cd空位和消除应力。