一种THM炉及其生产碲化镉或碲锌镉单晶体的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108660512A(43)申请公布日2018.10.16(21)申请号201810347824.4(22)申请日2018.04.18(71)申请人苏州西奇狄材料科技有限公司地址215151江苏省苏州市苏州工业园区若水路388号B508室(72)发明人吴召平郑伟胡耀文(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人范晴(51)Int.Cl.C30B29/48(2006.01)C30B13/16(2006.01)C30B33/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种THM炉及其生产碲化镉或碲锌镉单晶体的方法(57)摘要本发明要求保护一种THM炉及其生长碲化镉或碲锌镉单晶体的方法。本发明在THM炉内，设计了两个THM温度场进行了两次晶体生长，有利于提高晶体质量；一个原位退火温场避免了后退火的再次升温过程，节约能源，同时克服了后退火过程中碲或镉气氛扩散带来的成分不均匀，有利于晶体整体性能的提高。CN108660512ACN108660512A权利要求书1/1页1.一种THM炉，其包括设置在炉架内的生长炉体，所述生长炉体竖直安装，在所述生长炉体内部中间加热段设有加热装置，其特征在于，所述的加热装置包括三个加热器,形成生长炉体中间加热段的保温区，三个加热器依次从上到下为:第一加热器,第二加热器,第三加热器,所述三个加热器之间分别间隔一段距离,且第一加热器和第二加热器之间设有一导热装置,第二加热器和第三加热器之间设有一导热装置。2.根据权利要求1所述的THM炉，其特征在于，第一加热器形成包括THM晶体生长区域A，第二加热器形成微区范围的THM晶体生长区域B，第三加热器形成晶体生长完成后的原位退火区域C的整体温度场。3.根据权利要求1所述的THM炉，其特征在于，导热装置为304不锈钢板或碳化硅板。4.根据权利要求1所述的THM炉，其特征在于，导热装置分别紧贴第一加热器或第二加热器下部设置。5.权利要求1-4任一项所述的THM炉生产碲化镉或碲锌镉单晶体的方法，包括如下步骤：(1)打开THM炉控制系统，将各个加热器分别加热到设定温度，形成包括第一THM晶体生长区域A，微区THM晶体生长区域B和晶体生长完成后的原位退火区域C的整体温度场；(2)将装有富碲材料和碲化镉或碲锌镉多晶材料的坩埚从第一THM晶体生长区域A在700℃-900℃加热器的温场中通过，保温一段时间后，开始生长成晶体,且以每天2-15毫米的速度向下移动坩埚；(3)随着晶体在晶体生长区域A的生长，将生长的碲化镉或碲锌镉单晶体从区域A下降到微区THM晶体生长区域B，在700℃-900℃加热器的温场中通过，再次利用微区THM晶体生长区域B的温场，进行再次微区的THM晶体生长，(4)随着晶体的进一步生长，将步骤(3)得到的晶体进入到第三个加热区，即区域C进行原位退火，保温一段时间，最后缓慢降温到室温，完成整个晶体的生长过程。6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，步骤(2)、(3)中，整个坩埚都要抽真空至10-3pa及以上。7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，步骤(2)第一THM晶体生长区域A保温24小时～48小时；第一THM晶体生长区域A温度设定为800℃～900℃，温度梯度为10℃～45℃/cm。8.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，步骤(3)中，微区THM晶体生长区域B温度设定为700℃～800℃，温度梯度为10℃～45℃/cm,在微区THM晶体生长区域B的移动速率与在A区相同，都以每天2-15毫米的速度向下移动坩埚。9.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，步骤(4)中原位退火区域C温度为600～700℃，区域C保温48～72小时。10.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，步骤(4)中以每小时2～10℃的降温速率降温至室温。2CN108660512A说明书1/5页一种THM炉及其生产碲化镉或碲锌镉单晶体的方法技术领域[0001]本发明属于光电技术领域，具体涉及一种THM炉及其生长碲化镉或碲锌镉单晶体的方法。背景技术[0002]近年来国际研究发展趋势表明，新一代化合物半导体碲锌镉(CZT)是X射线和低能γ射线探测器的首选材料。CZT探测器能将x射线或γ射线直接转变成电信号，没有传统闪烁体探测器中光的散射，它是直接转化，其优点是没有间接转化过程中的光的散射，所以空间分辨率高，且结构简单。目前，CZT探测器的应用主要受到CZT晶体性能、产率和成本等几方面的限制，所以价格奇贵。因此发展新一代实用的辐射探测器的关键在于CZT晶体生长和器件制备技术的突破。[0003]近年来研究发现，采用Te熔剂的移动加热器法(Travelinghe