[實用新型]一種填充6

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120300363.2
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN213905378U
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 葉鑫;鄒繼軍;朱志甫;陳大洪;周青
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: H01L31/115
• 分類號: H01L31/115;H01L31/118;H01L31/18
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種填充⁶LiF的半絕緣GaAs微溝槽中子探測器，該探測器包括半絕緣GaAs襯底、SiO₂鈍化層、微溝槽、正面肖特基金屬電極及背面歐姆金屬電極，并在微溝槽內填充⁶LiF中子轉換材料，中子入射面為正面。本實用新型在半絕緣GaAs襯底表面刻蝕微溝槽，有效增加中子轉換材料及轉換材料與半導體材料的接觸面積，當中子照射⁶LiF后發(fā)生核反應產生α粒子，α粒子進入半絕緣GaAs襯底電離GaAs產生電子?空穴對，在外加偏壓產生的電場作用下電子?空穴分別向兩端定向運動，進而增加電子?空穴對的收集效率，有效提高中子探測器的探測效率。

技術領域

本實用新型涉及半導體輻射探測裝置技術領域，尤其涉及一種填充⁶LiF的半絕緣GaAs微溝槽中子探測器。

背景技術

半導體中子探測器是中子探測的一種重要工具，在替代³He正比計數(shù)管在中子探測領域的作用有著重要的研究價值。半導體中子探測器具有能量分辨率高、體積小、時間分辨本領好、響應時間快、脈沖上升時間短等優(yōu)點，在核物理實驗研究和便攜式儀器方面也得到了廣泛應用。2000年，D.S.McGregor,S.M.Vernon等人研制了硼-10涂層高純度外延GaAs熱中子探測器。2012年，俄羅斯國家科學院使用外延生長的方法制備了GaAs材料的肖特基粒子探測器。但上述探測器在一定程度上均存在中子探測效率低的問題。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種填充⁶LiF的半絕緣GaAs微溝槽中子探測器，以解決上述背景技術中的問題。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)：

一種填充⁶LiF的半絕緣GaAs微溝槽中子探測器，包括半絕緣GaAs襯底、SiO₂鈍化層、微溝槽、正面肖特基金屬電極、背面歐姆金屬電極及⁶LiF中子轉換材料，其中，所述半絕緣GaAs襯底上沉積有SiO₂鈍化層，所述沉積有SiO₂鈍化層的半絕緣GaAs襯底上刻蝕有呈周期性布置的微溝槽，所述⁶LiF中子轉換材料填充至微溝槽中以形成中子轉換層；同時在半絕緣GaAs襯底正面利用電子束或熱蒸發(fā)工藝在正面肖特基區(qū)域沉積Ti/Pt/Au以形成正面肖特基金屬電極，在半絕緣GaAs襯底背面利用電子束或熱蒸發(fā)工藝沉積Mg/Au以形成背面歐姆金屬電極，所述中子從半絕緣GaAs襯底正面入射。

在本實用新型中，所述半絕緣GaAs襯底的電子遷移率大于3500cm²/v.s，且1E8Ω·cm＜半絕緣GaAs襯底電阻率＜2.2E8Ω·cm，襯底厚度為340 ～360μm。

在本實用新型中，所述SiO₂鈍化層厚度為500～1000nm。

在本實用新型中，所述微溝槽寬度為15～30μm，深度為5～30μm，且相鄰槽壁間距為15～30μm。

在本實用新型中，所述正面肖特基金屬電極中Ti厚度為10～30nm，Pt厚度為20～60nm，Au厚度為60～70nm。

在本實用新型中，所述背面歐姆金屬電極中Mg厚度為40～60nm，Au厚度為60～80nm。