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(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CN107256897A(43)申请公布日2017.10.17(21)申请号201710598434.X(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.H01L31/0224(2006.01)H01L31/0352(2006.01)H01L31/115(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器(57)摘要一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器,该圆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,沟槽电极为圆柱形框中空电极,沟槽电极刻蚀成结构相似且结构上互为呼应的几瓣;沟槽电极的两对侧有斜纹状实体缝隙,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,所述圆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。CN107256897ACN107256897A权利要求书1/1页1.一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器,其特征在于,该圆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)为圆柱形框中空电极,沟槽电极(2)刻蚀成结构相似且结构上互为呼应的几瓣;沟槽电极(2)的两对侧有斜纹状实体缝隙,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,所述圆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)。2.根据权利要求1所述的一种圆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所述的一种圆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所述的一种圆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所述的一种圆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5-10微米。6.根据权利要求1所述的一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器,其特征在于,所述探测器圆形半径为5-100微米。7.根据权利要求1所述的一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器,其特征在于,沟槽电极2刻蚀成结构相似且结构上成中心对称的两瓣,其中间形成缝隙,缝隙是在平行线段与嵌套圆柱相切的基础上,以突出一侧的尖端为圆心,半径为电极宽度0.5至0.7倍做圆,刻蚀掉相切部分外的半导体基体,从而留下的半导体基体;以探测器半径为R,电极宽度为r,缝隙宽度为g,则存在,相对突出一侧尖端缝隙边缘与圆周夹角θ满足α≥90-θ;sinα=(R-r/2-g/2)/R。8.根据权利要求1所述的一种圆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。9.根据权利要求1所述的一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器,其特征在于,所述圆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。10.根据权利要求1所述的一种圆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。2CN107256897A说明书1/5页一种圆形开阖式盒型电极半导体