CN107256897A - 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 - Google Patents
一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107256897A CN107256897A CN201710598434.XA CN201710598434A CN107256897A CN 107256897 A CN107256897 A CN 107256897A CN 201710598434 A CN201710598434 A CN 201710598434A CN 107256897 A CN107256897 A CN 107256897A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- semiconductor
- detector
- cell type
- trench
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 45
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229910017115 AlSb Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910004611 CdZnTe Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 4
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YFDLHELOZYVNJE-UHFFFAOYSA-L mercury diiodide Chemical compound I[Hg]I YFDLHELOZYVNJE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002153 concerted effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- RQQRAHKHDFPBMC-UHFFFAOYSA-L lead(ii) iodide Chemical compound I[Pb]I RQQRAHKHDFPBMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/035281—Shape of the body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及高能物理，天体物理，航空航天，军事，医学等技术领域的半导体探测器领域，特别涉及一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器。
背景技术
半导体探测器主要应用于高能物理、天体物理等领域，具有高能量分辨率、高灵敏度、响应时间快、抗辐照能力强等特点，且易于集成，在X射线、高能粒子探测等领域有显著应用价值。在高能物理和天体物理等领域，探测器处于强辐射条件下工作，对半导体探测器能量分辨率响应速度等要求高，且具有低漏电流及低全耗尽电压，对于其体积大小等有不同要求。
半导体探测器在反向偏压下工作，当粒子射入探测器灵敏区时，在反向偏压下，产生电子-空穴对，其中电子对向正极运动，到达正极后被收集，空穴对向负极运动，被负极收集，在外部读出电路中形成电信号等。
相对于传统“三维柱状电极半导体探测器”，美国布鲁克海文实验室最新提出的“三维沟槽电极半导体探测器”克服了电势分布及电场分布的“鞍点”，使电场分布更加均匀。然而，“三维沟槽电极半导体探测器”因设计的局限性，工艺上为形成衬底，在电极刻蚀时不能完全贯穿整个半导体，未刻蚀的部分电场分布较弱，电荷分布不均匀，探测效率低，对探测器的性能影响大。我们称这部分为“死区”，“死区”在单个探测器单元中占20％-30％。若做成列阵，则会占据更大的比例。而且，“三维沟槽电极半导体探测器”工作时，粒子仅能单面入射，会降低探测效率。
因此，提供一种圆形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
为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器。优化结构类型，消除死区，优化单面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。
为达到上述目的，本发明的技术方案为：
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。
进一步的，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，半导体基体1采用P型轻掺杂。
进一步的，所述探测器厚度即电极高度为100-300微米。
进一步的，所述探测器厚度为150微米。
进一步的，所述探测器圆形半径为5-100微米。
进一步的，中央柱状电极3和沟槽电极2宽度均为5-10微米。
进一步的，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。
进一步的，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。
进一步的，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。单个圆形晶格中两个缝隙与圆心的连线与其他晶格两个缝隙与圆心的连线均平行。
进一步的，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。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明优化了电极半导体探测器的结构类型，消除了死区，优化单面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。
附图说明
图1为本发明圆形开阖式盒型电极半导体探测器的三维结构示意图。
图2为本发明圆形开阖式盒型电极半导体探测器的顶面电极接触层和二氧化硅绝缘层示意图。
图3为本发明圆形开阖式盒型电极半导体探测器4x4阵列平面图。
图4为本发明圆形开阖式盒型电极半导体探测器4x4三维阵列图。
图5为本发明圆形开阖式盒型电极半导体探测器的侧视图。
图6为本发明圆形开阖式盒型电极半导体探测器的电场分布示意图。
图7为本发明缝隙形成切线与探测器位置关系图。
其中，1-半导体基体，2-沟槽电极，3-中央柱状电极，4-电极接触层，5-二氧化硅绝缘层，6-二氧化硅衬底层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明技术方案做进一步详细描述：
如图1-6所示，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。本发明中圆形截面的设计在探测器的能量分辨率上较其他结构类型的探测器更高，加偏置电压时，探测器灵敏区域电场分布更为均匀。这种设计更有利于制作大面积单元灵敏的探测器，适用于需要高能量分辨的深空软X射线的探测及高能粒子探测应用。
进一步的，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，半导体基体1采用P型轻掺杂。
进一步的，所述探测器厚度即电极高度为100-300微米。
进一步的，所述探测器厚度为150微米。
进一步的，中央柱状电极3和沟槽电极2宽度均为5-10微米。
进一步的，所述探测器圆形半径为5-100微米。
进一步的，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。
这种设计不仅能消除单个探测器单元死区面积，使探测器制作时可以采用贯穿刻蚀，提高探测器单元探测效率，还能在探测器形成阵列时通过斜纹状半导体使各单元有效探测区域相互连接。沟槽电极间留下的半导体基体通过特殊设计后能使得电极和半导体基体的性质的相互影响达到最小，这样在探测器形成阵列后有更小的低电场区域，且各单元间的相干性也被降到最小。
进一步的，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。
进一步的，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。
进一步的，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。
本发明的工作原理为：
如图1所示是一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器。图2是截面图，沟槽电极2和中央柱状电极3在半导体基体1上通过贯穿刻蚀、扩散掺杂的方法制备形成。根据现有工艺技术，探测器厚度即电极高度在100至300微米任意值均可。沟槽电极2环绕于中央柱状电极3之外，其中，中央柱状电极3和沟槽电极2宽度均为10微米，沟槽电极2为中空电极。沟槽电极2刻蚀成结构相似且结构上互相呼应的两瓣。所述圆形开阖式盒型电极半导体探测器的顶面电极上覆盖有电极接触层，其他面积覆盖二氧化硅绝缘层，底面设置有二氧化硅衬底层。所述电极接触层为铝电极接触层。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。所制备得到的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，其中M,N均为正整数。
图3是圆形开阖式盒型电极半导体探测器阵列平面图，图4是新颖圆形开阖式盒型电极半导体探测器三维阵列图。该新型探测器除了适合一般的硅半导体材料外，也可使用各种其他半导体材料制作。如：自Ge、HgI2、GaAs、TiBr、CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI2和AlSb等。
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。目的在于，电极贯穿刻蚀时，半导体基体1便可通过此部分的基体与其他单元或者外围晶片接触，从而不会掉落，从设计优化的源头上解决制作问题。
每个探测器单元是一个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，空心沟槽和空心中央柱，然后进行重掺杂以形成阴阳电极。为了得到最佳的探测器性能，取半导体基体为轻掺杂的P型半导体硅，结构设计上采用PN结在外围沟槽处。沟槽电极是N型硅重掺杂，中央电极是P型硅重掺杂，探测器材料是P型轻掺杂的硅。中央电极是负极，外部沟槽是正极。如图6所示为本发明探测器电场分布示意图，加上偏置电压后，可见随着探测器半径的增加，电场强度增大，但是随着角度变化，电场强度分布几乎没有波动。电场强度的均匀性大大提高了探测器的探测性能，圆柱形设计的探测器的电场分布几乎没有角度依赖性，单元探测性能较其他形状的探测器明显优越(这种情况下其他探测器的电场分布呈波浪状，探测器截面的角度越尖锐，波动越大)。
本发明中缝隙设计的目的是为了使缝隙的面积尽可能少，但同时又不影响以单个圆柱为晶胞的晶格整体稳定性，并尽可能少的影响电场强度，基于此，如图7所示，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。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710598434.XA CN107256897A (zh) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710598434.XA CN107256897A (zh) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107256897A true CN107256897A (zh) | 2017-10-17 |
Family
ID=60025002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710598434.XA Pending CN107256897A (zh) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107256897A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108321218A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-07-24 | 湘潭大学 | 一种三维平行板电极半导体探测器 |
| CN108511554A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-07 | 湘潭大学 | 一种方形复合式壳型电极半导体探测器的制备方法 |
| CN109935643A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-25 | 湘潭大学 | 二维排列双面错嵌式三维探测器及其制备方法、阵列 |
| CN109950333A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-28 | 李正 | 球形盒状三维探测器及其制备方法 |
| CN109994455A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-09 | 湘潭大学 | 一维排列双面错嵌式三维探测器及其制备方法、阵列 |
| CN114784121A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-07-22 | 中国科学院微电子研究所 | 三维沟槽电极硅探测器及其制备方法 |
| CN113658962B (zh) * | 2021-08-16 | 2024-04-19 | 中国科学院微电子研究所 | 探测器及其制作方法以及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6204087B1 (en) * | 1997-02-07 | 2001-03-20 | University Of Hawai'i | Fabrication of three-dimensional architecture for solid state radiation detectors |
| CN205542844U (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-31 | 湘潭大学 | 一种闭合式壳型电极硅探测器 |
| CN205643730U (zh) * | 2016-04-29 | 2016-10-12 | 湘潭大学 | 一种开阖式盒型电极半导体探测器 |
| CN106449801A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-02-22 | 湘潭大学 | 一种开合式三维沟槽电极硅探测器 |
| CN206878010U (zh) * | 2017-07-21 | 2018-01-12 | 湘潭大学 | 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 |
-
2017
- 2017-07-21 CN CN201710598434.XA patent/CN107256897A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6204087B1 (en) * | 1997-02-07 | 2001-03-20 | University Of Hawai'i | Fabrication of three-dimensional architecture for solid state radiation detectors |
| CN205542844U (zh) * | 2016-04-26 | 2016-08-31 | 湘潭大学 | 一种闭合式壳型电极硅探测器 |
| CN205643730U (zh) * | 2016-04-29 | 2016-10-12 | 湘潭大学 | 一种开阖式盒型电极半导体探测器 |
| CN106449801A (zh) * | 2016-12-10 | 2017-02-22 | 湘潭大学 | 一种开合式三维沟槽电极硅探测器 |
| CN206878010U (zh) * | 2017-07-21 | 2018-01-12 | 湘潭大学 | 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108321218A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-07-24 | 湘潭大学 | 一种三维平行板电极半导体探测器 |
| CN108511554A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-07 | 湘潭大学 | 一种方形复合式壳型电极半导体探测器的制备方法 |
| CN109935643A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-25 | 湘潭大学 | 二维排列双面错嵌式三维探测器及其制备方法、阵列 |
| CN109950333A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-06-28 | 李正 | 球形盒状三维探测器及其制备方法 |
| CN109994455A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-09 | 湘潭大学 | 一维排列双面错嵌式三维探测器及其制备方法、阵列 |
| CN109950333B (zh) * | 2019-04-01 | 2023-09-22 | 李正 | 球形盒状三维探测器及其制备方法 |
| CN109935643B (zh) * | 2019-04-01 | 2024-03-22 | 湘潭大学 | 二维排列双面错嵌式三维探测器及其制备方法、阵列 |
| CN109994455B (zh) * | 2019-04-01 | 2024-05-03 | 湘潭大学 | 一维排列双面错嵌式三维探测器及其制备方法、阵列 |
| CN113658962B (zh) * | 2021-08-16 | 2024-04-19 | 中国科学院微电子研究所 | 探测器及其制作方法以及装置 |
| CN114784121A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-07-22 | 中国科学院微电子研究所 | 三维沟槽电极硅探测器及其制备方法 |
| CN114784121B (zh) * | 2022-03-07 | 2024-05-17 | 中国科学院微电子研究所 | 三维沟槽电极硅探测器及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107256897A (zh) | 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 | |
| CN205643730U (zh) | 一种开阖式盒型电极半导体探测器 | |
| US8558188B2 (en) | Method for manufacturing solid-state thermal neutron detectors with simultaneous high thermal neutron detection efficiency (>50%) and neutron to gamma discrimination (>1.0E4) | |
| EP3399552B1 (en) | Coplanar electrode photodiode array and manufacturing method therefor | |
| CN104810377A (zh) | 一种高集成度的单光子雪崩二极管探测器阵列单元 | |
| CN109671798B (zh) | 漂移探测器及其制作方法 | |
| CN102997944B (zh) | 入射电容式传感器 | |
| Li et al. | Study of silicon pixel sensor for synchrotron radiation detection | |
| US7105827B2 (en) | Semiconductor detector with optimised radiation entry window | |
| CN107221570A (zh) | 一种新型方形开阖式壳型电极半导体探测器 | |
| CN107221569A (zh) | 一种新型六边形开阖式壳型电极半导体探测器 | |
| CN108428750B (zh) | 一种方型开阖式盒型电极半导体探测器 | |
| CN206878010U (zh) | 一种圆形开阖式盒型电极半导体探测器 | |
| CN107256905A (zh) | 一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器 | |
| JP2007537587A (ja) | 半導体デバイス | |
| CN208835074U (zh) | 一种三维平行板电极半导体探测器及探测装置 | |
| CN207134369U (zh) | 一种三角形开阖式盒型电极半导体探测器 | |
| CN213459767U (zh) | 一种螺旋环电极硅阵列探测器 | |
| CN110164990B (zh) | 拉斜式柱状三维探测器 | |
| CN114784121B (zh) | 三维沟槽电极硅探测器及其制备方法 | |
| CN109671797A (zh) | 漂移探测器及其制作方法 | |
| CN207441710U (zh) | 一种新型方形开阖式壳型电极半导体探测器 | |
| US8698091B2 (en) | Semiconductor MOS entrance window for radiation detectors | |
| CN208077991U (zh) | 一种方形复合式壳型电极半导体探测器 | |
| US7268339B1 (en) | Large area semiconductor detector with internal gain |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171017 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |