[實用新型]一種方形復(fù)合式殼型電極半導(dǎo)體探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820477209.0
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN208077991U
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李正;劉曼文
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0352;H01L31/08;H01L31/18
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 周躍仁

一種方形復(fù)合式殼型電極半導(dǎo)體探測器，包括正面溝槽電極、反面溝槽電極和中央柱狀電極，其中正面溝槽電極、反面溝槽電極和中央柱狀電極由半導(dǎo)體基體通過刻蝕、擴(kuò)散摻雜的方法制備形成，正面溝槽電極和反面溝槽電極環(huán)繞于中央柱狀電極之外，其中，正面溝槽電極和反面溝槽電極為矩形中空電極；正面溝槽電極刻蝕成結(jié)構(gòu)相同，且結(jié)構(gòu)上互為互補的兩半，在正面溝槽電極間沒有刻蝕的部分形成斜紋狀半導(dǎo)體基體，且斜紋狀半導(dǎo)體基體寬度小于10μm；正面溝槽電極和中央柱狀電極上覆蓋有電極接觸層，正面未覆蓋電極接觸層的其他半導(dǎo)體基體表面覆蓋二氧化硅絕緣層，底面設(shè)置有二氧化硅襯底層。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型專利屬于高能物理，天體物理，航空航天，軍事，醫(yī)學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種方形復(fù)合式殼型電極半導(dǎo)體探測器。

背景技術(shù)

探測器主要用于高能物理、天體物理等，硅探測器探測靈敏度高、響應(yīng)速度快、具有很強的抗輻照能力，并且易于集成，在高能粒子探測與X光檢測等領(lǐng)域有重要應(yīng)用價值。但傳統(tǒng)“三維硅探測器”有許多不足，在高能物理及天體物理中，探測器處于強輻照條件下工作，這對探測器能量分辨率響應(yīng)速度等有高的要求，且需具有較強的抗輻照能力，低漏電流以及低全耗盡電壓，對于其體積的大小有不同的要求。

硅探測器是工作在反向偏壓下的，當(dāng)外部粒子進(jìn)入到探測器的靈敏區(qū)時，在反向偏壓作用下，產(chǎn)生的電子-空穴對被分開，電子向正極運動，在到達(dá)正極后被收集，空穴向負(fù)極運動，被負(fù)極收集，在外部電路中就能形成反映粒子信息的電信號。

現(xiàn)有的“三維溝槽電極硅探測器”在進(jìn)行電極刻蝕時不能完全的貫穿整個硅體，這就使得探測器有一部分不能刻蝕，這一部分對探測器的性能影響大，比如該部分電場較弱，電荷分布不均勻，探測效率降低等現(xiàn)象。我們稱這一部分為“死區(qū)”，而且“死區(qū)”在單個探測器中占據(jù)20％-30％，如果是做成列陣，則會占據(jù)更大的比例。其次，“三維溝槽電極硅探測器”只能是在單面進(jìn)行刻蝕。最后，這種探測器在工作時，粒子只能單面入射，影響探測效率。

為此，提供一種方形復(fù)合式殼型電極半導(dǎo)體探測器，解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型公開了一種方形復(fù)合式殼型電極半導(dǎo)體探測器，本實用新型中制備得到的探測器少于百分之十的體積在刻蝕溝槽電極時留有斜紋狀半導(dǎo)體基體，用于工藝實現(xiàn)時探測器單元直接的相互連接。其余部分均為貫穿的溝槽電極，進(jìn)一步提高探測器的探測效率。

本實用新型中將設(shè)計改進(jìn)為少于百分之十的體積留有斜紋狀半導(dǎo)體基體，這部分半導(dǎo)體基體可以作為連接兩個探測器單元的工藝實現(xiàn)條件，相對于現(xiàn)有專利“一種開闔式盒型電極半導(dǎo)體探測器”，本專利的死區(qū)面積在之前的專利基礎(chǔ)上減少90％。

基于現(xiàn)有專利“一種開闔式盒型電極半導(dǎo)體探測器”(專利號： 201620384599.8)，進(jìn)一步優(yōu)化探測器結(jié)構(gòu)，將斜紋狀半導(dǎo)體的厚度變薄，提高探測器的探測效率，并詳細(xì)闡述該種方形開闔式盒型電極硅探測器的工藝實現(xiàn)方法。該探測器除了適合一般的硅半導(dǎo)體材料外，也可使用各種其他半導(dǎo)體材料制作。如：自Ge、HgI₂、GaAs、TiBr、CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI₂和AlSb等。本工藝實現(xiàn)方法采用激光刻蝕三維溝槽技術(shù)。

為達(dá)到上述目的，本實用新型的方案為：