一种三角形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CN107256905A(43)申请公布日2017.10.17(21)申请号201710598405.3(22)申请日2017.07.21(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代理人赵登高(51)Int.Cl.H01L31/08(2006.01)H01L31/115(2006.01)H01L31/0224(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器(57)摘要一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，该三角形开阖式盒型电极半导体探测器，由半导体基体，及半导体基体刻蚀而成的沟槽电极和中央柱状电极嵌套构成，沟槽电极为由两个等边三角形底边重叠形成的菱形柱，每个沟槽电极对应两个中央柱状电极，两个中央柱状电极设置在两个等边三角形的中心，沟槽电极及中央柱状电极为中空电极，经刻蚀之后再进行离子扩散形成，所述三角形开阖式盒型电极半导体探测器顶面的沟槽电极和中央柱状电极上覆盖有电极接触层，顶面其他半导体部分覆盖二氧化硅绝缘层，底面设置有二氧化硅衬底层。本发明消除死区，刻蚀工艺为贯穿刻蚀工艺，工作时，粒子可双面入射，反应更灵敏，探测效率更高。CN107256905ACN107256905A权利要求书1/1页1.一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，该三角形开阖式盒型电极半导体探测器，由半导体基体(1)，及半导体基体(1)刻蚀而成的沟槽电极(2)和中央柱状电极(3)嵌套构成，沟槽电极(2)为由两个等边三角形底边重叠形成的菱形柱，每个沟槽电极(2)对应两个中央柱状电极(3)，两个中央柱状电极(3)设置在两个等边三角形的中心，沟槽电极(2)及中央柱状电极(3)为中空电极，经刻蚀之后再进行离子扩散形成，半导体基体(1)采用轻掺杂硅，沟槽电极(2)及中央柱状电极(3)采用重掺杂硅，其中，沟槽电极(2)与中央柱状电极(3)的P/N型相反，所述三角形开阖式盒型电极半导体探测器顶面的沟槽电极(2)和中央柱状电极(3)上覆盖有电极接触层(4)，顶面未覆盖电极接触层(4)的其他半导体基体(1)表面覆盖二氧化硅绝缘层(5)，底面设置有二氧化硅衬底层(6)，沟槽电极(2)菱形柱的四个侧边正中有斜纹状实体缝隙，三角形开阖式盒型电极半导体探测器在斜纹状半导体基体的基础上以沟槽电极顶点为圆心，斜纹状实体缝隙的宽度为半径做圆，圆弧外的半导体基质都刻蚀成电极，从而留下带弧状的斜纹体半导体基体。2.根据权利要求1所述的一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述沟槽电极(2)和中央柱状电极(3)由半导体基体(1)通过贯穿刻蚀、扩散掺杂的方法制备形成，探测器是一个PIN结：P型半导体-绝缘层-N型半导体形，其中，重掺杂的P/N型半导体硅的电阻率与轻掺杂的P/N半导体硅不同，在半导体基体上进行刻蚀，形成沟槽电极(2)和中央柱状电极(3)，然后沟槽电极(2)采用N型硅重掺杂，中央柱状电极(3)采用P型硅重掺杂，所述半导体基体(1)采用P型轻掺杂。3.根据权利要求1所述的一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述探测器厚度即电极高度为100-300微米。4.根据权利要求3所述的一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述探测器厚度为150微米。5.根据权利要求1所述的一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，中央柱状电极(3)和沟槽电极(2)宽度均为10微米。6.根据权利要求1所述的一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，在斜纹状半导体基体的基础上以沟槽电极顶点为圆心，斜纹状实体缝隙的宽度为半径做圆，圆弧外的半导体基质都刻蚀成电极，从而留下带弧状的斜纹体半导体基体。7.根据权利要求1所述的一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述电极接触层(4)为铝电极接触层；所述电极接触层厚度为1微米，所述二氧化硅衬底层厚度为1微米，所述二氧化硅绝缘层(5)厚度为1微米。8.根据权利要求1所述的一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器，其特征在于，所述三角形开阖式盒型电极半导体探测器通过共用沟槽电极(2)的电极壁能拼合组成M*N阵列探测器，其中M,N均为正整数。9.根据权利要求1所述的一种三角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)的半导体材料采用Si、Ge、HgI2、GaAs、TiBr、CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI2和AlSb中的一种或多种的组合。2CN107256905A说明书1/4页一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器技术领域[0001]本发