长蜂窝壳型电极三维探测器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107342335A(43)申请公布日2017.11.10(21)申请号201710676008.3(22)申请日2017.08.09(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘(72)发明人李正张亚(74)专利代理机构长沙星耀专利事务所(普通合伙)43205代理人宁星耀(51)Int.Cl.H01L31/0224(2006.01)H01L27/144(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称长蜂窝壳型电极三维探测器(57)摘要本发明公开了一种长蜂窝壳型电极三维探测器，在硅基体上部由上往下单面不贯穿刻蚀得到长蜂窝型沟槽电极，在硅基体下部由下往上单面不贯穿刻蚀得到七边形沟槽电极，长蜂窝型沟槽电极与七边形沟槽电极在Z轴有重合，长蜂窝型沟槽电极与七边形沟槽电极在X轴、Y轴所在平面内不重叠的部分与七边形沟槽电极的外表面围合形成第一死区；沟槽电极的中心包围有贯穿刻蚀的中心电极，中心电极上表面设有阳极金属接触层，沟槽电极上表面设有阴极金属接触层；多个长蜂窝壳型电极三维探测器单元以镜像方式排列或按照上下相互正交的方式排列成阵列。解决了现有技术中探测器电荷收集性能差，位置分辨率低，制作工艺难度大，信号读出路线多，成本高的问题。CN107342335ACN107342335A权利要求书1/2页1.一种长蜂窝壳型电极三维探测器，其特征在于，每个长蜂窝壳型电极三维探测器单元包括硅基体(401)，在硅基体(401)的上部由上往下单面不贯穿刻蚀得到长蜂窝型沟槽电极(201)，在硅基体(401)的下部由下往上单面不贯穿刻蚀得到七边形沟槽电极(202)，长蜂窝型沟槽电极(201)的截面为六边形，该六边形的两条对角线相等且比第三条对角线短，七边形沟槽电极(202)的截面为切去所述六边形较长对角线对应的一个角而形成的七边形，长蜂窝型沟槽电极(201)与七边形沟槽电极(202)在Z轴上有重合，长蜂窝型沟槽电极(201)与七边形沟槽电极(202)在X轴、Y轴所在平面内重叠的部分为贯穿刻蚀，长蜂窝型沟槽电极(201)与七边形沟槽电极(202)在X轴、Y轴所在平面内不重叠的部分与七边形沟槽电极(202)的外表面围合形成第一死区(402)，第一死区(402)与硅基体(401)相连接；长蜂窝型沟槽电极(201)与七边形沟槽电极(202)共同构成沟槽电极(2)，沟槽电极(2)的中心包围有贯穿刻蚀的中心电极(301)，中心电极(301)的上表面设有阳极金属接触层(101)，沟槽电极(2)的上表面设有阴极金属接触层(103)，阳极金属接触层(101)接正极，阴极金属接触层(103)接负极；多个长蜂窝壳型电极三维探测器单元以镜像方式排列成阵列或按照上下相互正交的方式排列成阵列。2.根据权利要求1所述的一种长蜂窝壳型电极三维探测器，其特征在于，所述多个长蜂窝壳型电极三维探测器单元以镜像方式排列具体为：长蜂窝壳型电极三维探测器单元没有第一死区(402)的一端称A端，长蜂窝壳型电极三维探测器单元有第一死区(402)的一端称B端，多个长蜂窝壳型电极三维探测器单元以AB|BA的方式进行排列。3.根据权利要求1所述的一种长蜂窝壳型电极三维探测器，其特征在于，所述多个长蜂窝壳型电极三维探测器单元按照上下相互正交的方式排列具体为：横向阵列与纵向阵列在Z方向上紧密相接，入射的粒子可以穿过上方的阵列到达下方的阵列。4.根据权利要求1所述的一种长蜂窝壳型电极三维探测器，其特征在于，所述长蜂窝型沟槽电极(201)和七边形沟槽电极(202)的棱边间距为长蜂窝型沟槽电极(201)和中心电极(301)的电极间距为R，长蜂窝型沟槽电极(201)与七边形沟槽电极(202)的宽度相同，均为w。5.根据权利要求1所述的一种长蜂窝壳型电极三维探测器，其特征在于，所述中心电极(301)的厚度与探测器的厚度相同，均为d，d的取值范围为200-500微米；长蜂窝型沟槽电极(201)的厚度为90％d，七边形沟槽电极(202)的厚度为10％～20％d，长蜂窝型沟槽电极(201)与七边形沟槽电极(202)在Z轴上重合厚度为0-10％d。6.根据权利要求1所述的一种长蜂窝壳型电极三维探测器，其特征在于，所述长蜂窝型沟槽电极(201)、七边形沟槽电极(202)、中心电极(301)的掺杂浓度相同，中心电极(301)为重掺杂p型硅，长蜂窝型沟槽电极(201)、七边形沟槽电极(202)均为重掺杂n型硅；硅基体(401)和第一死区(402)的掺杂浓度相同，且均为轻掺杂硅。7.根据权利要求1所述的一种长蜂窝壳型电极三维探测器，其特征在于，所述阳极金属接触层(101)、阴极金属接触层(103)、二氧化硅保护层(102)的厚度均为