一种方型开阖式盒型电极半导体探测器.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CN108428750A(43)申请公布日2018.08.21(21)申请号201810299187.8(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.H01L31/0224(2006.01)H01L31/0352(2006.01)H01L31/08(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种方型开阖式盒型电极半导体探测器(57)摘要一种方形开阖式盒型电极半导体探测器，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。CN108428750ACN108428750A权利要求书1/1页1.一种方形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，包括正面沟槽电极(2)、反面沟槽电极(5)和中央柱状电极(3)，其中正面沟槽电极(2)、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；正面沟槽电极(2)刻蚀成结构相同，且结构上互为互补的两半，在正面沟槽电极(2)间没有刻蚀的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；正面沟槽电极(2)和中央柱状电极(3)上覆盖有电极接触层，正面未覆盖电极接触层的其他半导体基体(1)表面覆盖二氧化硅绝缘层，底面设置有二氧化硅衬底层。2.根据权利要求1所述的方形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述正面沟槽电极(2)的厚度小于探测器整体高度的十分之一。3.根据权利要求1所述的方形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述的方形开阖式盒型电极半导体探测器能通过共用正面沟槽电极(2)的电极壁组成M*N阵列的探测器阵列。4.根据权利要求1所述的方形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述半导体基体(1)材质采用硅、氧化硅、Ge、HgI2、GaAs、TiBr、CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI2或AlSb中的一种或多种的组合。2CN108428750A说明书1/5页一种方型开阖式盒型电极半导体探测器技术领域[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，特别涉及一种方型开阖式盒型电极半导体探测器。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，这对探测器能量分辨率响应速度等有高的要求，且需具有较强的抗辐照能力，低漏电流以及低全耗尽电压，对于其体积的大小有不同的要求。[0003]硅探测器是工作在反向偏压下的，当外部粒子进入到探测器的灵敏区时，在反向偏压作用下，产生的电子-空穴对被分开，电子向正极运动，在到达正极后被收集，空穴向负极运动，被负极收集，在外部电路中就能形成反映粒子信息的电信号。[0004]现有的“三维沟槽电极硅探测器”在进行电极刻蚀时不能完全的贯穿整个硅体，这就使得探测器有一部分不能刻蚀，这一部分对探测器的性能影响大，比如该部分电场较弱，电荷分布不均匀，探测效率降低等现象。我们称这一部分为“死区”，而且“死区”在单个探测器中占据20％-30％，如果是做成列阵，则会占据更大的比例。其次，“三维沟槽电极硅探测器”只能是在单面进行刻蚀。最后，这种探测器在工作时，粒子只能单面入射，影响探测效率。[0005]为此，提供一种方型开阖式盒型电极半导体探测器，解决上述现有技术存在的问题。发明内容[0006]本发明公开了一种方型开阖式盒型电极半导体探测器，本发明中制备得到的探测器少于百分之十的体积在刻蚀沟槽电极时留有斜纹状半导体基体，用于工艺实现时探测器单元直接的相互连接。其余部分均为贯穿的沟槽电极，进一步提高探测器的