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Cd(Zn)Te是目前公认最好的室温核辐射探测材料。用CdZnTe晶体制备的探测器对γ射线具有良好的探测性能。而用CdZnTe和CdTe薄膜制备的探测器则具有优异的X射线探测与成像性能,且具有大面积制备和成本低等优势。除材料本身的性质会对探测器具有很大影响外,Cd(Zn)Te与金属电极及半导体衬底的界面特性也是决定探测器性能的关键因素。目前对上述两种界面的研究虽然很多,但对其微观物理本质、界面势垒和探测器电学性能之间的联系机理尚有许多有待澄清的问题。本文首先从工业化角度,利用磁控溅射法在CdZnTe晶体表面分别制备了功函数较高的Au和Ni电极和功函数较低的Cr和Al电极。研究了CdZnTe与以上两类金属的界面接触特性对探测器光电性能的影响。进而利用同步辐射光电子能谱深入分析了Au、Al和Cr金属与CdZnTe的界面反应和接触势垒等机理。此外,研究了CdZnTe薄膜与多晶FTO衬底的界面特性及对探测器电学性能的影响。最后,研究了CdTe薄膜与GaAs衬底的界面,分析了界面扩散和界面层对接触势垒的影响机理。利用射频磁控溅射法在p型CdZnTe晶体表面制备金属电极,分别优化了射频功率、工作气压和沉积温度等溅射参数。发现当射频功率为60 W和80 W时探测器在50 V以上的电压即出现漏电流的显著增加。研究认为是较大的功率造成了CdZnTe的表面缺陷,从而引入隧穿电流所致。工作气压为0.2 Pa和0.3 Pa时探测器在高压下的漏电流急剧增加。沉积温度为723 K时,CdZnTe的体电阻减小,原因是在该温度下Cd挥发导致化学计量比偏离所致。比较了带有Au、Ni、Cr和Al四种电极的CdZnTe探测器在0.01-1000 V下的电学特性。四种探测器的I-V曲线均可分为四个阶段:线性区、亚线性区、二次线性区和超线性区。线性区对应的机理是界面处的肖特基势垒产生的接触电阻小于体电阻。亚线性区对应的是势垒区的宽度小于晶体厚度,电流输运的阻力来自体电阻和载流子在势垒区的扩散。界面层由于具有分压效应,而使得有效势垒降低。二次线性区对应的是势垒区的宽度大于晶体厚度。其机理是电流输运的阻力主要来自载流子在势垒区的扩散及在界面处的发射,此时界面层除了具有分压效应,还对载流子在界面处的发射产生阻力。超线性阶段是指随着电压的增大,界面层的分压导致的势垒降低成为了影响电流输运的主要因素。通过拟合I-V曲线计算了Au/CdZnTe和Ni/CdZnTe界面的肖特基势垒、界面透过系数和界面层势垒降低系数。结果表明,Au/CdZnTe界面的肖特基势垒更高。Ni/CdZnTe界面的对电流的阻碍效应更强,因此在二次线性区Ni/CdZnTe/Ni探测器的漏电流更小。在该区间内对Ni/CdZnTe/Ni探测器241Am放射源的能谱特性更优。在超线性区Ni/CdZnTe界面对势垒的降低效应更大,Ni/CdZnTe/Ni探测器在该电压区间的漏电流更大。通过XPS进行深度成分分析,Au/CdZnTe和Ni/CdZnTe界面层分别为TeO2和NiTe/TeO2,厚度分别为8 nm和28 nm。同样的方式计算了Cr/CdZnTe和Al/CdZnTe界面的肖特基势垒高度、界面透过系数和势垒降低系数。四种电极与CdZnTe界面的肖特基势垒高度排序为:Al>Au>Ni>Cr。高压下对势垒降低效应的强弱排序为:Ni>Cr>Au>Al。Al/CdZnTe/Al探测器的漏电流最小,对137Cs放射源的能量分辨率为1.45%。通过XPS界面分析得出Cr/CdZnTe和Al/CdZnTe的界面层分别为CrO/Te和TeO2,厚度分别为16 nm和9 nm。对于电阻率和载流子迁移率寿命积均较高的CdZnTe晶体,可选用Ni和Cr电极。对于电阻率和载流子迁移率寿命积均较低的CdZnTe晶体,可选用Au和Al电极。在超高真空下,利用分子束外延法在原子级洁净的p型CdZnTe晶体表面分别生长了Au、Al和Cr薄膜。采用同步辐射光电子能谱对它们与CdZnTe的界面特性进行了研究。Au和Al与CdZnTe均不发生化学反应,界面处产生能带弯曲。而在Cr沉积初期,Cr与Te发生了化学反应。随着Cr沉积厚度的增加,Cr-Te化学键断裂,Cr与Te以游离态存在于界面处。Te原子发生外扩散并最终扩散至表面,形成了Te(δ+)指向CdZnTe/Cr(δ-)的偶极层,其厚度约为23?。CdZnTe/Cr界面的肖特基势垒高度因此由0.82 eV下降至0.48 eV。而表面功函数由5.8 eV下降至5.58 eV。研究了磁控溅射生长的CdZnTe薄膜与FTO衬底的界面对薄膜和探测器相关特性的影响。CdZnTe界面形貌随着氩气压降低逐渐由柱状向片状和细小颗粒状演变。薄膜呈现具有(111)织构的闪锌矿立方结构,FTO衬底的表面粗糙度会减弱薄膜的织构。薄膜中Cd原子的含量始终大于靶材的。薄膜的方块电阻为5.8×108 Ohm/sq。制备的薄膜探测器载流子浓度为6.25×107/cm2,迁移率为910 cm2/(V·s)。探测器的电学均匀性很好,体现出CdZnTe与FTO衬底接触的一致性良好。利用同步辐射光电子能谱研究了CdTe薄膜与GaAs衬底的界面特性。结果表明,在CdTe沉积的过程中,界面处先后发生了As-Te和Ga-Te化学反应。而As-Te反应在界面处产生了偶极矩,造成了Ga的外扩散,并与Te反应形成了厚度为30?的Ga-Te界面偶极层,致使CdTe与GaAs的界面势垒由0.46 eV降低至0.08 eV。Ga-Te界面层的厚度越大,化学键的密度越大,界面接触势垒越低。