【GB国家标准】 X射线和Y射线探测器用碲锌镉单晶材料规范

GB/T 39123—2020 X射线和$\gamma$射线探测器用碲锌镉单晶材料规范 Specification for cadmium-zinc telluride single crystal material for X-ray and $\gamma$-ray detector 发布日期：2020-10-11 实施日期：2021-09-01 前言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国建筑材料联合会提出，由全国人工晶体标准化技术委员会（SAC/TC461）归口。本标准起草单位：西北工业大学、陕西迪泰克新材料有限公司、上海大学。本标准主要起草人：介万奇、谷智、徐亚东、查钢强、干涛、汤三奇、魏登科、闵嘉华、张继军。 1 范围 本标准规定了X射线和$\gamma$射线探测器用碲锌镉单晶材料的技术要求、质量保证规定和交货准备。本标准适用于X射线和$\gamma$射线探测器用碲锌镉单晶材料。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 1555 半导体单晶晶向测定方法 GB/T 6618 硅片厚度和总厚度变化测试方法 GB/T 14264 GB/T 24576 GB/T 29505 GB/T 32188 3 术语和定义 3.1 碲锌镉单晶 (cadmium zinc telluride single crystal) 闪锌矿结构的固溶体合金，可以视为碲化镉（CdTe）和碲化锌（ZnTe）固溶而成；其分子式为 $Cd_{2-x}Zn_xTe (0 < x < 1)$，属于 43m 点群，F43m 空间群。注：随着Zn组元的含量的变化，其点阵常数也随之变化。主要用于室温X射线和$\gamma$射线探测器，以及碲镉汞薄膜的外延衬底。 3.2 组分x值 (composition x) 碲锌镉单晶中Zn组元的含量，可以视为碲化锌（ZnTe）与碲锌镉（CdZnTe）的摩尔比。 3.3 微沉淀相 (micro-precipitates) 受温度场分布和分凝效应影响，碲锌镉晶体生长过程中可能形成镉和碲的颗粒状微沉淀相，其直径不大干 100 $\mu$m，对晶体质量存在较大的影响。 3.4 漏电流 (leakage current) 在没有射线辐照并施加高电压的条件下，通过碲锌镉晶体的稳定电流。 4 要求 4.1 外形尺寸 晶片为正方形片状，其外形尺寸应符合表1的规定，特殊要求可由供需双方协商确定。 表1 晶片外形尺寸要求 - 边长：5.0 $\pm$ 0.2 mm 或 10.0 $\pm$ 0.2 mm - 厚度：2.5 $\pm$ 0.2 mm 或 5.0 $\pm$ 0.2 mm - 总厚度变化量：0.05 mm 4.2 表面质量 晶片表面无区域污染，无孔洞、裂纹、晶界等宏观缺陷，无针孔、划痕等微观缺陷。晶片抛光表面的表面粗糙度不大于 0.12 $\mu$m，特殊要求可由供需双方协商确定。 4.3 晶面和晶向偏差 晶面为（111），晶向偏差不大于 1°，特殊要求可由供需双方协商确定。 4.4 组分x值 组分值是 0.100 $\pm$ 0.004。 4.5 双晶衍射半峰宽 (111) 晶面的双晶衍射半峰宽 (FWHM) 不大于 60 $\mu$rad/s。 4.6 微沉淀相 镉和碲微沉淀相颗粒直径不大于 100 $\mu$m。颗粒直径在 20 $\mu$m ～ 50 $\mu$m 内，颗粒密度不大于 60 个/mm²；颗粒直径在 50 $\mu$m ～ 100 $\mu$m 内，颗粒密度不大于 20 个/mm²。 4.7 位错腐蚀坑密度 位错腐蚀坑密度 (DEPD) 不大于 $10^4$ /cm²。 4.8 电阻率 电阻率 ($\rho$) 不小于 $10^1 \Omega \cdot$ cm。 4.9 漏电流 漏电流 ($I_{Leakage}$) 不大于 100 nA。 5 测试方法 5.1 受检样品的准备 除另有规定外，受检样品应在下列条件下进行测试： a) 温度：23℃ $\pm$ 5℃； b) 相对湿度：20% ～ 70%。 碲锌镉晶体沿（11...