Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 12, Numéro 2, février 1977
Page(s) 229 - 233
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01977001202022900
Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 229-233 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:01977001202022900

Determination and characterization of deep levels in p-CdTe(Cl)

P. Höschl1, P. Polivka1, V. Prosser1, M. Vanecek1 et M. Skrivankova2

1  Institute of Physics of the Charles University Ke Karlovu 5, 121 16 Prague, Czechoslovakia
2  Institute of Nuclear Research 250 68 Rez, Czechoslovakia


Abstract
CdTe single crystals grown from Te solvent have been used for both evaluation of physical parameters and preparation of nuclear radiation detectors. Ingots were doped with Cl(CdCl2) in the range of 100-5 000 ppm. For the experimental determination of the distribution of the donor and acceptor levels in CdTe(Cl) the Hall effect, photoconductivity, drift mobilities, thermo-stimulated currents (TSC) and space charge limited currents (SCLC) were employed. The results are compared with a model based on acceptor-donor pairs separated by distinct distance within the crystal lattice. For a typical detector produced from p-CdTe(Cl) the total resolution was approximately 7 keV (FWHM) for the 122 keV gamma 57Co and 5 keV (FWHM) for 59 keV gamma 241Am.


Résumé
On a préparé des monocristaux de tellurure de cadmium par la méthode de Bridgman en vue d'étudier leurs propriétés physiques et de réaliser des détecteurs de rayonnements nucléaires. Les cristaux sont compensés au chlore en cours de tirage par addition de CdCl2 à des concentrations de 100-5 000 ppm. Afin de déterminer la distribution des niveaux donneurs et accepteurs présents dans ces matériaux, nous avons entrepris des mesures d'effet Hall, de photoconductivité, de courants thermostimulés, de mobilité, de courants de charge d'espace. Les résultats obtenus sont ensuite confrontés à un modèle considérant un effet de pairage donneur-accepteur convenablement placé dans le réseau. En détection nucléaire, nous obtenons typiquement les résolutions en énergie suivantes : des largeurs à mi-hauteur de raies de 7 keV pour des photons de 122 keV (57Co) et de 5 keV pour des photons de 59 keV (241Am).

PACS
2940P - Semiconductor detectors.
7155F - Impurity and defect levels in tetrahedrally bonded nonmetals.
7220F - Low field transport and mobility: piezoresistance semiconductors/insulators.
7220H - High field transport and nonlinear effects semiconductors/insulators.
7220M - Galvanomagnetic and other magnetotransport effects semiconductors/insulators.
7240 - Photoconduction and photovoltaic effects: photodielectric effects.
7280E - Electrical conductivity of III V and II VI semiconductors.

Key words
cadmium compounds -- carrier mobility -- chlorine -- gamma ray detection and measurement -- II VI semiconductors -- semiconductor counters -- space charge limited conduction -- thermally stimulated currents -- acceptor levels -- Hall effect -- photoconductivity -- drift mobilities -- space charge limited currents -- total resolution -- gamma ray detector -- p type CdTe:Cl -- donor levels -- deep impurities -- II VI semiconductor -- thermostimulated currents -- acceptor donor pairs