闪烁体核辐射探测器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115832081A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211546827.3H01L31/18(2006.01)(22)申请日2022.12.05B82Y30/00(2011.01)G01T1/202(2006.01)(71)申请人深圳通感微电子有限公司地址518034广东省深圳市福田区红荔西路与景田路交界西北角鲁班大厦2号塔楼24D1（仅限办公）(72)发明人张浩刘文上(74)专利代理机构深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙)44314专利代理师王少虹(51)Int.Cl.H01L31/0352(2006.01)H01L31/0232(2014.01)H01L31/032(2006.01)H01L31/117(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称闪烁体核辐射探测器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种闪烁体核辐射探测器及其制备方法，闪烁体核辐射探测器包括闪烁体、过渡金属硫族化合物层、电极层、第一可见光反射层以及第二可见光反射层；过渡金属硫族化合物层通过范德瓦耳斯力紧密结合在闪烁体的第一表面上，并且过渡金属硫族化合物层包括横向排布的N型重掺杂区、本征或轻掺杂I区和P型重掺杂区；电极层设置在闪烁体的第一表面上，其包括覆盖N型重掺杂区的N型电极、覆盖P型重掺杂区的P型电极；第一可见光反射层设置在电极层上方，第二可见光反射层设置在闪烁体的第二表面上。本发明的闪烁体核辐射探测器，TMDCs层与闪烁体通过范德瓦耳斯力直接结合，避免了界面处光的全反射，提高了光学耦合效率的同时简化了探测器的结构。CN115832081ACN115832081A权利要求书1/2页1.一种闪烁体核辐射探测器，其特征在于，包括闪烁体、过渡金属硫族化合物层、电极层、第一可见光反射层以及第二可见光反射层；所述闪烁体具有相背的第一表面和第二表面，所述过渡金属硫族化合物层通过范德瓦耳斯力紧密结合在所述闪烁体的第一表面上，并且所述过渡金属硫族化合物层包括横向排布的N型重掺杂区、本征或轻掺杂I区和P型重掺杂区；所述电极层设置在所述闪烁体的第一表面上，其包括覆盖所述N型重掺杂区的N型电极、覆盖所述P型重掺杂区的P型电极；所述第一可见光反射层设置在所述过渡金属硫族化合物层和电极层上方，所述第二可见光反射层设置在所述闪烁体的第二表面上。2.根据权利要求1所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，所述闪烁体为无机闪烁体、有机闪烁体或者稀土离子掺杂的石榴石闪烁体。3.根据权利要求2所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，所述无机闪烁体的材料包括NaI(Tl)、CsI（Tl）、Cs（Na）、ZnS（Ag）及BGO中至少一种；所述有机闪烁体为塑料闪烁体或蒽晶体；所述稀土离子掺杂的石榴石闪烁体的材料包括掺铈钇铝石榴石晶体、掺镨镥石榴石晶体、掺铈钆镓铝石榴石晶体中至少一种。4.根据权利要求1所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，所述闪烁体核辐射探测器还包括钝化层；所述钝化层覆盖在所述过渡金属硫族化合物层和电极层上方，所述第一可见光反射层覆盖在所述电极层上方。5.根据权利要求1所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，所述第一可见光反射层采用Al、Au、Pt、Ag、Ti及以上金属的合金中至少一种制成；或者，所述第一可见光反射层采用具有反光性能的无机绝缘材料制成；所述第二可见光反射层采用Be、Mg、Al中至少一种制成。6.根据权利要求1‑5任一项所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，所述过渡金属硫族化合物层的厚度为1nm‑100nm；所述过渡金属硫族化合物层的材料包括MoS2、MoSe2、WS2、WSe2中至少一种。7.根据权利要求1‑5任一项所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，对于所述本征或轻掺杂I区中的轻掺杂，轻掺杂的浓度1013‑1017cm‑3；对于所述N型重掺杂区和P型重掺杂区的重掺杂，重掺杂的浓度1019‑1021cm‑3。8.根据权利要求1‑5任一项所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，所述N型电极的材料包括Ni、Ti、Cr、Al、Ag、Mo、W及以上金属的合金中至少一种；所述N型电极的厚度为5nm‑200nm；所述P型电极的材料包括Au、Pd、Pt、Co、Mo、W及以上金属的合金中至少一种；所述P型电极的厚度为5nm‑200nm。9.根据权利要求1‑5任一项所述的闪烁体核辐射探测器，其特征在于，所述N型重掺杂区与所述N型电极之间还形成有N型界面层；所述P型重掺杂区的P型电极之间还形成有P型界面层。10.一种权利要求1‑9任一项所述的闪烁体核辐射探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、提供闪烁体，所述闪烁体的第一表面上设有本征或轻掺杂的过渡金属硫族化合物2CN11