垂直布里奇曼法生长cdznte晶体时固液界面形状的控制.pdf

第卷第期半导体学报
25 5 VO1. 25. NO. 5
年月
2004 5 CHINESE JOURNAL OF SE ICONDUCTORS ay. 2004

垂直布里奇曼法生长晶体时
Cdznte
固液界面形状的控制
李万万桑文斌闵嘉华郁芳张斌王昆黍曹泽淳
上海大学材料科学与工程学院电子信息材料系上海
( . 201800)
摘要采用有限元法对探测器材料的晶体生长过程进行了热分析研究了不同因素对生长过程中固液界
: CdZnTe .
面形状的影响模拟结果表明当坩埚下降速度约为时可获得接近水平的固液界面晶体生长实验结果
. . 1mm/h . - .
与计算机模拟的结论基本一致因此通过适当选择和调节坩埚下降速度可获得高质量晶体
. . .
关键词垂直布里奇曼法有限元法
: CdZnTe; ;
: 0260; 6150C; 8110F
中图分类号文献标识码文章编号
: TN304. 053 : A : 0253-4177( 2004) 05-0535-07
计算机模拟使用的模型经历了第一代模
引言型 5 7] 第二代模型 8. 9] 和第三代模型 10 12] 的发展
1 ~
历程最近等人 13]对的晶体生长模
. . Cemny CdZnTe
是重要的新型半导体材料拟过程作了较为详细的阐述使用了二组分系统的
Cd1-IZnITe( CZT) . .
具有强大的军事应用背景的与混合物线性理论遗憾的是以上作者都没有对模拟
. I= 0. 04 CZT .
具有较好的晶格匹配是高性能的结果给出实验上的验证
HgCdTe( CT) . .
红外探测器最重要的衬底材料本文采用有限元法对的晶体生长过程
CT ; I= 0. 1 0. 2 CdZnTe
的新一代核探测器应用前景广阔特别是高阻的进行了模拟研究了法晶体生长中不同因素对晶
. . . V
晶体制作的射线探测器具有较高的体生长过程中固液界面形状的影响在计算中考虑了
Cd0. 9 Zn 0. 1 Te .
能量分辨率同时热稳定性好且无极化效应因此热传导对流辐射等热交换过程和相变过程同时利
. . . ~ ~ .
日益受到人们的重视 1 3] 用傅里叶变换给出了变化炉温加载的函数表达式关
. .
垂直布里奇曼法是用来生长于固液界面形状在不同坩埚下降速度的条件下发生
( V ) CdZnTe
晶体材料的常用方法但是要获得高质量的变化的本质本文进行了详细的分析由于种种原因
. . . .
晶体材料却非常困难要受到很多因素的模拟结果缺乏实验验证是许多文献的缺点我们根据
CdZnTe . .
影响首先材料的热导率较低生长过程模拟结果进行了相应的实际晶体生长实验并将实验
. . CdZnTe . .
中的相变潜热很难散发出去因此容易在材料中产结果和模拟结果进行了比较分析
. .
生热应力其次其机械强度较差容易受到热应力
. . .
的影响而产生缺陷例如由于该材料的堆垛缺陷形建立模拟模型时主要考虑的问题
. . z
成能较小在晶体生长过程中温度波动等因素极易
. .
引起孪晶的出现 4] 因此深入地理解生长过