GB∕T 39123-2020 X射線和γ射線探測(cè)器用碲鋅鎘單晶材料規(guī)范

ICS07.030GB/T39123—2020X射線和Y射線探測(cè)器用碲鋅鎘單晶國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14要求 2 2 6 8 8ⅢGB/T39123—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國建筑材料聯(lián)合會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國人工晶體標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC461)歸口。1GB/T39123—2020X射線和Y射線探測(cè)器用碲鋅鎘單晶材料規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了X射線和Y射線探測(cè)器用碲鋅鎘單晶材料的技術(shù)要求、質(zhì)量保證規(guī)定和交貨準(zhǔn)備。本標(biāo)準(zhǔn)適用于X射線和γ射線探測(cè)器用碲鋅鎘單晶材料。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T1555半導(dǎo)體單晶晶向測(cè)定方法GB/T6618硅片厚度和總厚度變化測(cè)試方法GB/T14264半導(dǎo)體材料術(shù)語GB/T24576高分辯率X射線衍射測(cè)量GaAs襯底生長(zhǎng)的AlGaAs中Al成分的試驗(yàn)方法GB/T29505硅片平坦表面的表面粗糙度測(cè)量方法GB/T32188氮化鎵單晶襯底片X射線雙晶搖擺曲線半高寬測(cè)試方法GB/T14264界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。碲鋅鎘單晶cadmiumzinctelluridesinglecrystal閃鋅礦結(jié)構(gòu)的固溶體合金，可以視為碲化鎘(CdTe)和碲化鋅(ZnTe)固溶而成；其分子式為Cd?-,Zn,Te(0<x<1),注：隨著Zn組元的含量x的變化，其點(diǎn)陣常數(shù)也隨之變化；主要用于室溫X射線和γ射線探測(cè)器，以及碲鎘汞薄膜的外延襯底。組分x值compositionx碲鋅鎘單晶中Zn組元的含量，可以視為碲化鋅(ZnTe)與碲鋅鎘(CdZnTe)的摩爾比。3.42GB/T39123—2020邊長(zhǎng)厚度總厚度變化量5.0±0.22.5±0.25.0±0.2組分x值是0.100±0.004。(111)晶面的雙晶衍射半峰寬(FWHM)不大于60rad·s。鎘和碲微沉淀相顆粒直徑不大于100μm。顆粒直徑在20μm～50μm內(nèi)，顆粒密度不大于60個(gè)/mm2;顆粒直徑在50μm～100μm內(nèi)，顆粒密度不大于20個(gè)/mm2。位錯(cuò)腐蝕坑密度(DEPD)不大于10?個(gè)/mm2。漏電流(Iek)不大于100nA。3GB/T39123—2020a)溫度：23℃±5℃;b)相對(duì)濕度：20%～70%。碲鋅鎘晶體沿(111)晶面切割，尺寸應(yīng)符合4.1的要求。檢測(cè)前，對(duì)待測(cè)晶片用濃度為5%的溴-乙醇溶液進(jìn)行化學(xué)拋光處理2min～3用分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺和分度值為0.01mm的千分尺分別測(cè)量晶片的邊長(zhǎng)和厚度。晶片表面總厚度變化量(TTV)測(cè)量按照GB/T6618規(guī)定的方法進(jìn)行。在40W日光燈下目視觀察晶片表面有無區(qū)域污染，有無孔洞、裂紋、晶界等缺陷，在10倍光學(xué)顯微鏡下觀察晶片表面有無劃痕，在100倍光學(xué)顯微鏡下觀察有無針孔。表面粗糙度檢驗(yàn)按照GB/T29505規(guī)定的方法進(jìn)行。晶面和晶向偏差測(cè)量按照GB/T1555規(guī)定的方法進(jìn)行。選取衍射角θ約為5.5組分x值組分x值測(cè)量按照GB/T24576規(guī)定的方法進(jìn)行。選取高角度衍射角0約為38°9'。雙晶衍射半峰寬測(cè)量按照GB/T32188規(guī)定的方法進(jìn)行。選取高角度衍射角θ約為38°9'。存在較大的影響。利用紅外透射顯微鏡觀察沉淀相區(qū)域與完整晶體部分的不同透射狀態(tài)，可以觀察到微沉淀相的測(cè)試步驟如下：a)儀器自檢；c)觀測(cè)沉淀相斑點(diǎn)并掃描記錄尺寸(橫向、縱向);采用擇優(yōu)化學(xué)腐蝕技術(shù)顯示位錯(cuò)。晶體中位錯(cuò)線周圍的晶格發(fā)生畸變，當(dāng)用某些化學(xué)腐蝕劑腐蝕4GB/T39123—2020晶體表面時(shí)，在晶體表面上的位錯(cuò)線露頭處，腐蝕速度較快，因而容易形成具有特定形狀的位錯(cuò)腐蝕坑。在顯微鏡下觀察并按一定規(guī)則統(tǒng)計(jì)這些位錯(cuò)腐蝕坑，得到的位錯(cuò)腐蝕坑密度即可認(rèn)為是位錯(cuò)密度。根據(jù)式(1)計(jì)算位錯(cuò)腐蝕坑密度，即：…………式中：DEPD——位錯(cuò)腐蝕坑密度，單位為個(gè)每平方毫米(1/mm2);n?——被測(cè)面自然中心處位錯(cuò)腐蝕坑數(shù)，單位為個(gè)；S?——被測(cè)面自然中心處視場(chǎng)面積，單位為平方毫米(mm2);n?-被測(cè)面自然中心以外位錯(cuò)腐蝕坑密度最高處位錯(cuò)腐蝕坑數(shù)，單位為個(gè)；S?——被測(cè)面自然中心以外位錯(cuò)腐蝕坑密度最高處視場(chǎng)面積，單位為平方毫米(mm2)。5.8.2測(cè)試儀器金相顯微鏡，放大倍數(shù)為100倍～500倍。5.8.3化學(xué)試劑測(cè)試所需化學(xué)試劑有：a)硝酸：分析純，濃度為65%～68%;b)氫氟酸：分析純，濃度為40%;c)乳酸：分析純，濃度為85%～90%;5.8.4測(cè)試步驟位錯(cuò)腐蝕坑密度的測(cè)試步驟如下：a)按照配方配置E-溶液，配方：硝酸10mL,去離子水20mL,重鉻酸鉀4g;b)按照配方配置Eversion腐蝕劑，配方：硝酸、氫氟酸和乳酸的容積比為4:1:25;c)受檢樣品在常溫下放入E-溶液中進(jìn)行化學(xué)拋光，時(shí)間1min～2min,取出后用去離子水沖洗干凈；d)化學(xué)拋光后的受檢樣品在常溫下放入Eversion腐蝕劑中顯示位錯(cuò)腐蝕坑，時(shí)間0.5min~3min,取出后用去離子水沖洗干凈；e)用金相顯微鏡觀察腐蝕后的受檢樣品，對(duì)于位錯(cuò)腐蝕坑密度不同的部分應(yīng)選用不同的放大倍f)根據(jù)照片計(jì)算被測(cè)面自然中心處的位錯(cuò)腐蝕坑數(shù)n?和視場(chǎng)面積S?;g)根據(jù)照片計(jì)算被測(cè)面自然中心以外位錯(cuò)腐蝕坑密度最高處的位錯(cuò)腐蝕坑數(shù)n?和視場(chǎng)面根據(jù)式(1)計(jì)算樣品的位錯(cuò)蝕坑密度并記錄。5.9電阻率5.9.1測(cè)試原理在碲鋅鎘晶片的對(duì)稱兩面，制作對(duì)稱的平面電極。接通電源，連續(xù)改變電壓，測(cè)量不同電壓值下通過晶片的電流值，繪制I-V關(guān)系曲線，使用最小二乘法擬合I-V曲線，根據(jù)式(2)計(jì)算電阻率值，即：5式中：…………I——通過晶片的直流電流，單位為安培(A);S電極的面積，單位為平方厘米(cm2);5.9.2測(cè)試儀器電壓源和電流表，或帶電壓輸出的靜電計(jì)，測(cè)試盒。電壓源和電流表的精度應(yīng)分別符合表2和表3的規(guī)定。測(cè)試示意圖見圖1。表2電壓源的精度最小輸出/V0.01輸出范圍/V精度表3電流表的精度最小量程/A測(cè)量范圍/A精度碲鋅鎘晶片說明：V--—電壓源；圖1電阻率和漏電流測(cè)試示意圖5.9.3測(cè)試步驟電阻率的測(cè)試步驟如下：a)采用真空蒸鍍法，在碲鋅鎘晶片對(duì)稱兩面各蒸鍍一層厚度在5nm～5μm內(nèi)的對(duì)稱平面金電極；6GB/T39123—2020c)按照?qǐng)D1連接測(cè)試儀器，接通電源預(yù)熱10min以上，直至儀器處于穩(wěn)定工作狀態(tài)；d)將受檢樣品裝入測(cè)試盒，使樣品的平面電極與測(cè)試盒的測(cè)量電極充分接觸；f)使用最小二乘法擬合I-V曲線，根據(jù)公式(1)計(jì)算樣品電阻率值并記錄。與5.9.2的要求相同。b)在碲鋅鎘晶片上施加電壓，施加的最大電壓與晶片厚度的關(guān)系應(yīng)符合表4的規(guī)定；c)在0V到最大電壓范圍內(nèi)改變電壓，變化間隔為100V,測(cè)量不同電壓值下通過樣品的電流晶片厚度/mm最大電壓/V晶片厚度×2006檢驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。6.2出廠檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)符合表5規(guī)定。序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目要求的章條號(hào)測(cè)試方法的章條號(hào)1外形尺寸2表面質(zhì)量3晶面和晶向偏差4電阻率7GB/T39123—2020檢驗(yàn)批應(yīng)由出自同一根碲鋅鎘晶棒的單晶片組批，外形尺寸相同的晶片以20片為一批；如果數(shù)量不足20片，以實(shí)際數(shù)量為一批。晶片的外形尺寸和表面質(zhì)量應(yīng)全數(shù)檢驗(yàn)。晶面和晶向偏差、電阻率每批檢驗(yàn)一個(gè)。如果樣品未通過表5中規(guī)定項(xiàng)目的檢驗(yàn)，對(duì)于外形尺寸和表面質(zhì)量可進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后應(yīng)符合4.1和4.2的要求；對(duì)于晶面和晶向偏差和電阻率則加倍取樣，對(duì)不合格的項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，若仍不合格，則該批檢驗(yàn)不合格。6.3型式檢驗(yàn)在下列情況下進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a)正式生產(chǎn)前或者產(chǎn)品停產(chǎn)三個(gè)月后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；b)正式生產(chǎn)后，如原料批次、工藝和設(shè)備的改變可能影響產(chǎn)品性能時(shí)：c)出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)結(jié)果相比有明顯差異時(shí)；d)出現(xiàn)質(zhì)量事故或重大質(zhì)量波動(dòng)時(shí)；e)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門提出進(jìn)行型式檢驗(yàn)的要求時(shí)。型式檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)符合表6規(guī)定。表6型式檢驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目要求的章條號(hào)測(cè)試方法的章條號(hào)1外形尺寸4.12表面質(zhì)量4.23晶面和晶向偏差4.34組分x值4.45雙晶衍射半峰寬4.56微沉淀相4.67位錯(cuò)腐蝕坑密度4.78電阻率4.89漏電流4.98GB/T39123—2020從型式檢驗(yàn)的產(chǎn)品中隨機(jī)抽取晶片5片；如果產(chǎn)品數(shù)量不足5片，則全部抽取。若受檢產(chǎn)品通過表6的檢驗(yàn)項(xiàng)目，則檢驗(yàn)合格；若其中一項(xiàng)或一項(xiàng)以上不合格，則檢驗(yàn)不合格。7.1包裝碲鋅鎘晶片應(yīng)在百級(jí)環(huán)境中或充惰性氣體環(huán)境中裝入具有防擦傷、防沾污、防碎裂保護(hù)的專用包裝盒，外用防潮、防靜電的鋁箔袋包裝并抽真空。將包裝好的包裝盒置于外包裝箱中，外包裝箱內(nèi)用軟泡7.2標(biāo)識(shí)注明：b)產(chǎn)品名稱；c)產(chǎn)品數(shù)