条形阵列碲锌镉探测器的制备方法.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(10)申请公布号CNCN103560167103560167A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310489066.7(22)申请日2013.10.17(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号申请人陕西迪泰克新材料有限公司(72)发明人徐亚东何亦辉杨波王涛查钢强介万奇(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人王鲜凯(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)G01T1/24(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称条形阵列碲锌镉探测器的制备方法(57)摘要本发明公开了一种条形阵列碲锌镉探测器的制备方法，用于解决现有方法制备条形阵列碲锌镉探测器时光刻图像边缘缺损的技术问题。技术方案是在长宽比较小的大尺寸碲锌镉单晶片上一次光刻出多个条形阵列图案，然后通过光刻胶保护条形阵列电极并采用划片机沿着光刻图案的外围轮廓划开，形成独立的条形阵列碲锌镉探测器。克服了晶片抛光时由于长宽比较大导致的塌边和光刻电极图案不完整等现象，同时解决了像素电极的倒装连接时由于晶片厚度不均匀导致的短路问题。由于采用光刻胶保护条形阵列电极进行划片切割，实现了对光刻电极的保护，避免了切割导致的晶片边缘崩裂。且一次能制备4～8个1×8～1×32的像素阵列条形探测器，降低了制备成本。CN103560167ACN103567ACN103560167A权利要求书1/1页1.一种条形阵列碲锌镉探测器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、采用垂直布里奇曼法生长的碲锌镉晶锭，沿着<111>方向定向切割成长宽比在1～2之间的矩形单晶片，晶片厚度在0.5～5mm之间；步骤二、切割好的单晶片经机械抛光和化学抛光后，在单晶片的{111}Cd面采用热蒸镀法或浓度为10～50g/L的AuCl3水溶液的化学方法制备Au电极，并在电极上涂覆光刻胶，以保护Au电极在后续的处理中不被破坏；在单晶片的{111}Te面同时光刻出4～6条1×8～1×32的条形阵列图案，并采用热蒸镀法或浓度为10～50g/L的AuCl3水溶液的化学方法制备Au电极；步骤三、在单晶片光刻电极表面均匀涂覆一层光刻胶以保护条形阵列电极在划片切割时不被切削液冲刷破坏；采用划片机沿着条形阵列电极图案的外围轮廓划开，形成独立的条形阵列碲锌镉探测器；步骤四、将条形阵列碲锌镉探测器放置于体积比为0.5～5%的Br2-CH3OH溶液内腐蚀5～30分钟，以去除划片时造成的侧面损伤层；步骤五、将腐蚀完成后的条形阵列碲锌镉探测器放置于丙酮中去除条形阵列碲锌镉探测器覆盖的光刻胶，并用去离子水清洗3～5分钟，氮气吹干。2CN103560167A说明书1/3页条形阵列碲锌镉探测器的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种探测器的制备方法，特别涉及一种条形阵列碲锌镉探测器的制备方法。背景技术[0002]碲锌镉材料因其原子序数大，对能量在10keV～1MeV范围内的X或γ射线，具有较高的能量分辨率和探测效率，且性能稳定、无极化和潮解现象。同时，碲锌镉探测器可以在室温下工作，因而可省去制冷系统，体积较小，使用更加方便。然而，对于不同电极结构的碲锌镉探测器，条形阵列结构探测器既克服了单元结构探测器效率低的缺点，同时又克服了像素阵列结构探测器结构复杂，价格昂贵等缺点，成为目前X或γ射线成像用碲锌镉探测器研究的热点。[0003]文献“S.Baba,K.Ohmori,Y.Mito,etal.NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchA,2001,458:262-268”和美国专利“US5177776”分别公开了一种由32个单元结构碲化镉探测器拼接成线阵探测器的方法，然而该方法相邻探测器间的间隙较大，影响了探测系统整体的分辨率。目前主要采用光刻的办法制备条形阵列碲锌镉探测器。然而在制备过程中，由于探测器所需要的晶片长宽比较大（通常长与宽之比大于4），导致光刻图形完整性较差。文献“I.Jung,H.Krawczynski,A.Burger,etal.AstroparticlePhysics,2007,28:397-408”报道了采用光刻工艺直接在条形碲锌镉晶体上制备的条形阵列碲锌镉探测器，然而制备的像素电极边缘存在缺损。这是由于：一、长条形状的碲锌镉晶片在机械抛光过程中容易出现塌边问题，即导致晶片边沿处厚度小于中心处厚度；二、由于长宽比较大，晶片边缘处光刻胶无法均匀涂覆。此外，由于晶片边缘存在塌边，容易导致探测器在后续的倒装连接工艺中出现断路现象。发明内容[0004]为了克服现有光刻工艺制备条形阵列碲锌镉