大尺寸溴化铊晶体生长及晶片表面处理研究

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1、分类号学号M201172150学校代码10487密级硕士学位论文大尺寸溴化铊晶体生长及晶片表面处理研究学位申请人：李林兵学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：郑志平副教授答辩日期：2014年1月13日万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringOncrystalgrowthoflarge–sizethalliumbromideandsurfacetreatmentsofitswafersCandidate:LiLinbingMajor:M

2、icroelectronicsandSolidStateElectronicsSupervisor:AssociateProf.ZhengZhipingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论

3、文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要3溴化铊具有密度大(7.56g/cm)，原子序数高(Tl:81，Br:35)，禁带宽度(2.68eV)，11电阻

4、率高(约10Ω·cm)，熔点低(460ºC)及晶体结构简单(简单立方)等优点，是室温核辐射探测器的优选材料，近年来成为国内外探测器材料的研究热点。尽管对溴化铊室温核辐射探测器的研究由来已久，但在大尺寸、高质量晶体的生长及晶体的表面处理等研究上尚存在诸多难题，本文对此进行了探索。采用垂直动态梯度凝固法生长溴化铊晶体，首先生长了直径为8mm的TlBr单晶，在此基础上成功生长了直径为15mm的大尺寸TlBr单晶。由于溴化铊晶体和石英安瓿热膨胀系数相差两个数量级，在晶体生长过程中易在晶体中产生应力，从而导致位错等晶体缺陷的大量产生。针对此问题，采用了内壁镀碳膜的石英安瓿生长晶体。通过对晶体的表

5、面形貌、光学特性、电学特性分析表明，采用内壁镀碳膜的石英安瓿生长晶体能够有效提高晶体的质量。晶片的表面质量直接影响晶片的漏电流及探测器性能，因此在探测器的制备过程中，晶片的表面处理是关键的工艺之一。为此研究了不同化学腐蚀液对晶片表面形貌和晶体特性的影响。通过对比不同化学腐蚀液腐蚀后的晶片的光学显微形貌(OM)、扫描电子显微形貌(SEM)及晶片表面的EDS分析，结果表明，和溴–甲醇溶液相比，埃弗森腐蚀液对富铊相有更好的腐蚀效果。关键词：溴化铊，大尺寸单晶，镀碳石英安瓿，化学腐蚀，晶片表面处理I万方数据华中科技大学硕士学位论文Abstract3TlBrisahighdensity(7.56

6、g/cm),highatomicnumber(ZTl=81,ZBr=35),widebandgap,11highresistivity(~10Ω·cm),lowmeltingpoint(460ºC)andsimplecubicstructureofCsCltypematerial.Duetotheseexcellentcharacteristics,TlBrisanidealcandidatenuclearradiationdetectormaterial.Inrecentyears,thismaterialbecomesthehotresearchissue.Althoughther

7、esearchforthalliumbromideroomtemperaturenuclearradiationdetectorhasbeenmade,aseriesofdifficultproblemsrelatedtogrowthoflargesizethalliumbromidesinglecrystal,highqualitycrystalsandsurfaceprocessingstillexists.Inthispaper,allt