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专利名称：一种检测碲锌镉晶体沉淀物面密度的方法
技术领域：
本发明涉及半导体材料检测技术，具体指一种检测碲锌镉晶体沉淀物面密度的方法。
背景技术：
碲锌镉材料是一种具有重要用途的半导体材料。首先是作为碲镉汞外延生长的衬底材料。由于碲锌镉与碲镉汞具有完美的晶格匹配性，使得碲锌镉衬底在用于制造高性能长波碲镉汞外延材料方面具有不可替代性。其次是直接用于制备Y探测器，用于对核环境的监测、人体造影和包裹的安全检测。
随着上述领域中探测器技术的不断发展，对降低碲锌镉材料缺陷密度的要求也越来越高。然而，碲锌镉晶体自身的特性决定了它是一种高缺陷密度的材料，位错密度在5 IOX 104cm_2，沉淀物密度在1 IOX 103cm_3。尤其沉淀物的尺寸大(几微米到几十微米)， 影响范围广(几十到几百微米)，严重制约了碲锌镉晶体制造水平的提高和碲镉汞外延的生长。观察碲锌镉晶体沉淀物的传统方法是在红外透射显微镜下进行的。由于沉淀物具有空间分布特性，红外透射显微镜下只能进行沉淀物的体密度统计，而且由于红外透射显微镜的视场小，导致观察误差较大。因为不能对碲锌镉晶体沉淀物面密度进行统计，加上碲锌镉材料缺陷的复杂性，几十年来对碲锌镉衬底和碲镉汞外延的缺陷评价和控制方面一直未能取得实质性的突破。发明内容
基于上述研究碲锌镉材料缺陷的困难，本专利公开了一种能够对碲锌镉晶体沉淀物面密度进行统计的方法，即在光学显微镜下通过形貌特征辨认出碲锌镉晶体(Ill)B表面的沉淀物腐蚀坑，并在50倍视场下扫描特定面积内的沉淀物腐蚀坑个数，然后计算面密度。
其具体步骤如下
第一步取碲锌镉晶片，通过抛光机进行粗抛以去除切割导致的损伤层，然后在 (111) B表面进行精抛，得到光亮平滑的表面。
第二步对碲锌镉晶体(Ill)B面进行腐蚀。如使用Everson腐蚀剂，腐蚀时间 150s。腐蚀过程结束后，在光学显微镜下通过腐蚀坑的形貌特征来辨认出沉淀物腐蚀坑。
第三步在光学显微镜50倍放大倍数下，直线扫描碲锌镉晶体(Ill)B表面 2mmX3cm的区域，统计出现的沉淀物腐蚀坑个数，除以扫描面积即得到一个面密度。
第四步取3个以上不同区域重复以上步骤，得到多个面密度，取平均值即得到碲锌镉晶体沉淀物面密度。
本发明的最大优点是实现了碲锌镉晶体沉淀物面密度的直接统计；腐蚀是生产流水线中的常规工艺，通过腐蚀坑形貌特征来辨认沉淀物，并没有增加额外工艺。直接在碲锌镉晶体的一个层面上进行密度统计，统计视场大，这些提高了统计的精度。


图1为本发明的方法流程图。
图2为碲锌镉晶体(Ill)B面的富Gd沉淀物腐蚀坑在50倍视场下的照片。
图3为碲锌镉晶体(Ill)B面的富Te沉淀物腐蚀坑在50倍视场下的照片。
具体实施方式
a)先使用抛光机对碲锌镉晶体进行粗抛，去除切割导致的损伤层。再使用精抛机对碲锌镉晶体(Ill)B面进行精抛，得到光亮平滑的表面
b)使用Everson腐蚀剂对碲锌镉晶体(Ill)B面进行腐蚀，腐蚀时间为150s。腐蚀之后在光学显微镜下观察，通过腐蚀坑的形貌特征来辨别沉淀物腐蚀坑。附图2为富Gd 沉淀物所形成的腐蚀坑形貌，附图3为富Te沉淀物所形成的腐蚀坑形貌。
c)在光学显微镜50倍放大倍数下，直线扫描碲锌镉晶体(Ill)B表面2mmX3cm的区域，统计出现的沉淀物腐蚀坑个数，然后除以扫描面积2mmX3cm就得到一个面密度。
d)在碲锌镉晶体(Ill)B面选取3个以上不同的区域重复上一个步骤，得到多个面密度，取平均值就得到碲锌镉晶体的沉淀物面密度。
权利要求
1. 一种检测碲锌镉晶体沉淀物面密度的方法，其特征在于包括以下步骤A.使用抛光机，去除碲锌镉晶体表面的切割损伤层，然后在碲锌镉晶体(Ill)B表面抛出光亮平滑的表面；B.使用腐蚀剂对碲锌镉晶体(Ill)B表面进行腐蚀，然后使用光学显微镜，聚焦到碲锌镉晶体(Ill)B表面，通过腐蚀坑的形貌特征辨认出沉淀物腐蚀坑；C.在光学显微镜50倍放大倍数的视场下，直线扫描碲锌镉晶体(Ill)B表面2mmX3cm 的区域，统计视场中出现的沉淀物腐蚀坑数目，所得数目除以扫描面积2mmX3cm即得到一个面密度；D.选择3个或以上不同部位重复C步骤，得到多个面密度，取平均值即得到碲锌镉晶体的沉淀物面密度。
全文摘要
本发明公开了一种检测碲锌镉晶体沉淀物面密度的方法。其方法是使用腐蚀剂腐蚀碲锌镉晶体(111)B表面，在光学显微镜50倍放大倍数下，结合沉淀物腐蚀坑的形貌特征，通过扫描特定大小的视场内的沉淀物腐蚀坑数量来计算沉淀物面密度。本方法直接在晶体的表面进行沉淀物面密度统计，统计精度高，操作方便，仪器要求简单，解决了长久以来碲锌镉晶体沉淀物面密度的统计难题。这对研究碲锌镉晶体缺陷的特性，进而降低碲锌镉单晶和碲镉汞外延材料的缺陷密度具有实用价值。
文档编号G01N21/84GK102507584SQ20111035464
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者孙世文, 崔晓攀, 徐华莲, 杨建荣, 盛锋锋 申请人:中国科学院上海技术物理研究所