[發明專利]等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器及其設計方法

有效

• 申請號: 202010220647.0
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111370527B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 李正;路順茂;劉曼文
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H01L31/115
• 分類號: H01L31/115;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

1.等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器，其特征在于，包括硅基體(5)，硅基體(5)的上表面刻蝕有正面同心圓式圓形陰極環(2)，硅基體(5)的下表面刻蝕有反面同心圓式圓形陰極環(6)，所述正面同心圓式圓形陰極環(2)和反面同心圓式圓形陰極環(6)均是由多個從內向外依次套設的圓形陰極環組成，且正面同心圓式圓形陰極環(2)和反面同心圓式圓形陰極環(6)中相鄰兩圓形陰極環的間隙相等；正面同心圓式圓形陰極環(2)和反面同心圓式圓形陰極環(6)中相鄰兩圓形陰極環之間的間距，從內向外依次梯度遞增；正面同心圓式圓形陰極環第一環(3)內刻蝕有正面陽極電極(1)。

2.根據權利要求1所述的等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器，其特征在于，所述正面同心圓式圓形陰極環(2)和反面同心圓式圓形陰極環(6)的結構和尺寸相同。

3.根據權利要求2所述的等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器，其特征在于，所述正面同心圓式圓形陰極環第一環(3)和反面同心圓式圓形陰極環第一環(7)的內半徑均為r₁，正面同心圓式圓形陰極環最外環(4)和反面同心圓式圓形陰極環最外環(8)的內半徑均為R；

所述正面同心圓式圓形陰極環(2)中相鄰兩環的間隙，與反面同心圓式圓形陰極環(6)中相鄰兩環的間隙相等。

4.根據權利要求1～3任一項所述的等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器，其特征在于，所述正面同心圓式圓形陰極環(2)和反面同心圓式圓形陰極環(6)中相鄰兩圓形陰極環之間的間距，從內向外依次以位于內部的圓形陰極環內半徑的三分之二次方梯度遞增；

所述正面陽極電極(1)為重摻雜的N型半導體硅，所述正面同心圓式圓形陰極環(2)和反面同心圓式圓形陰極環(6)為重摻雜的P型半導體硅，所述硅基體(5)為輕摻雜的N型半導體硅；

所述正面同心圓式圓形陰極環最外環(4)和反面同心圓式圓形陰極環最外環(8)外設有保護環。

5.如權利要求3所述的等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器的設計方法，其特征在于，是根據要求的正面同心圓式圓形陰極環第一環(3)的半徑r₁、電壓V_E1，正面同心圓式圓形陰極環最外環(4)的半徑R、電壓V_out，以及正面同心圓式圓形陰極環(2)的形狀、電流I和方塊電阻ρ_s，確定正面同心圓式圓形陰極環(2)和反面同心圓式圓形陰極環(6)的寬度分布、表面電場分布以及漂移通道的漂移電場，以得到滿足設計要求的等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器。

6.根據權利要求5所述的等間隙梯度遞增同心圓式雙面硅漂移探測器的設計方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟S1、依據要求的正向同心圓式圓形陰極環(2)的形狀、電流I和方塊電阻ρ_s，確定正向同心圓式圓形陰極環(2)的電壓分布；

步驟S2、依據要求的正向同心圓式圓形陰極環第一環(3)的半徑r₁、電壓V_E1，正向同心圓式圓形陰極環最外環(4)的半徑R、電壓V_out，以及確定的正向同心圓式圓形陰極環(2)的電壓分布，確定正向同心圓式圓形陰極環(2)的寬度分布和表面電場分布；

步驟S3、依據正向同心圓式圓形陰極環(2)的寬度分布和表面電場分布，確定反向同心圓式圓形陰極環(6)的寬度分布和表面電場分布；

步驟S4、依據確定的正向同心圓式圓形陰極環(2)和反向同心圓式圓形陰極環(6)的寬度分布以及表面電場分布，確定電子漂移通道中的漂移電場。