一种方形复合式壳型电极半导体探测器的制备方法.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CN108511554A(43)申请公布日2018.09.07(21)申请号201810299198.6(22)申请日2018.04.04(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘湘潭大学(72)发明人李正刘曼文(74)专利代理机构长沙新裕知识产权代理有限公司43210代理人周跃仁(51)Int.Cl.H01L31/08(2006.01)H01L31/0224(2006.01)H01L31/0352(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种方形复合式壳型电极半导体探测器的制备方法(57)摘要一种方形复合式壳型电极半导体探测器的制备方法，步骤为：一、在半导体晶圆片正面激光刻蚀三维沟槽，沟槽之间留下硅片缝隙，在长好一定厚度的氧化保护层F的晶圆片D正面激光刻蚀厚度为dtop的沟槽A，沟槽之间留有一定宽度的斜纹状硅体B；其中，斜纹状硅体B是晶圆片D被刻蚀后留下的小部分硅体；中央柱状电极C由激光贯穿刻蚀硅体后扩散掺杂得到；二、在硅晶圆片反面激光刻蚀三维沟槽，沟槽之间没有硅片缝隙；三、利用抛光技术使沟槽壁周围平整；四、沿沟槽壁的硼扩散掺杂；五、填充三维沟槽；六、正面激光深刻蚀中央柱状电极；七、用多晶硅或者金属填充中央柱状电极C；八、给所有的电极镀金属层。CN108511554ACN108511554A权利要求书1/1页1.一种方形复合式盒型电极半导体探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在半导体晶圆片正面激光刻蚀三维沟槽，沟槽之间留下硅片缝隙：在长好一定厚度的氧化保护层F的晶圆片D正面激光刻蚀厚度为dtop的沟槽A，沟槽之间留有一定宽度的斜纹状硅体B；其中，斜纹状硅体B是晶圆片D被刻蚀后留下的小部分硅体；中央柱状电极C由激光贯穿刻蚀硅体后扩散掺杂得到；步骤二、在硅晶圆片反面激光刻蚀三维沟槽，沟槽之间没有硅片缝隙：在长好一定厚度的二氧化硅的晶圆片D反面激光刻蚀厚度为dbottom的沟槽E，其中dbottom大于等于90％的硅晶圆片厚度d；反面激光刻蚀沟槽后没有留下斜纹状硅体；步骤三、利用抛光技术使沟槽壁周围平整：此步骤仅实施于硅半导体或在深刻蚀过程中会造成沟槽壁不平整的其他半导体，有些类型的半导体如氧化锌在激光刻蚀时没有损伤，故无需此步骤；步骤四、沿沟槽壁的硼扩散掺杂：此步骤仅实施在硅半导体或与硅性质类似的半导体上，掺杂厚度为1微米；步骤五、填充三维沟槽：使用多晶硅填充硅半导体晶圆，使用金属填充氧化锌半导体晶圆；填充后的区域用A’与E’表示，沟槽电极形成；步骤六、正面激光深刻蚀中央柱状电极：刻蚀厚度为整块晶圆的厚度d，刻蚀宽度为10微米；步骤七、用多晶硅或者金属填充中央柱状电极C；步骤八、给所有的电极镀金属层：正面为金属层K，反面为金属层L。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述氧化保护层F为二氧化硅层。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，所述沟槽A宽度为10微米。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中硅，金刚石类单物质元素半导体，需要抛光以及进行沟槽壁的扩散掺杂；氧化锌类化合物半导体则无需进行该工艺步骤。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤六中，所述中央柱状电极为方形。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在恒温恒湿百级洁净室中操作完成。7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述方法中所述探测器结构为：正面沟槽电极(2)和反面沟槽电极(5)和中央柱状电极(3)由半导体基体(1)通过刻蚀、扩散掺杂的方法制备形成，正面沟槽电极(2)和反面沟槽电极(5)环绕于中央柱状电极(3)之外，其中，正面沟槽电极(2)和反面沟槽电极(5)为矩形中空电极；正面少于百分之十的厚度沟槽电极(2)刻蚀成结构相同，且结构上互为互补的两半，在沟槽电极(2)间没有刻蚀部分形成斜纹状半导体基体(4)，且斜纹状半导体基体(4)宽度小于10μm；所制备得到的开阖式盒型电极半导体探测器可以通过共用沟槽电极2的电极壁可组成M*N阵列探测器。2CN108511554A说明书1/4页一种方形复合式壳型电极半导体探测器的制备方法技术领域[0001]本发明专利属于高能物理，天体物理，航空航天，军事，医学等技术领域，涉及一种方形复合式壳型电极半导体探测器的制备方法。背景技术[0002]探测器主要用于高能物理、天体物理等，硅探测器探测灵敏度高、响应速度快、具有很强的抗辐照能力，并且易于集成，在高能粒子探测与X光检测等领域有重要应用价值。但传统“三维硅探测器”有许多不足，在高能物理及天体物理中，探测器处于强辐照条件下工作，这对探测