CN112133775B - 碲锌镉/硅γ射线X射线探测器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碲锌镉/硅γ射线X射线探测器及其制备方法，本发明器件具有高探测灵敏度和高探测效率，是一种具有吸收和倍增区分离的复合型碲锌镉‑硅探测器。本发明将CZT晶片与SiPM键合在一起，由CZT晶片作为探测核辐射的吸收区，SiPM作为载流子的倍增放大区，形成吸收区和倍增区分离的高探测灵敏度的CZT/Si核辐射探测器。当采用SiPM的结构时，整个器件作为高灵敏探测器应用；当将单个或部分APD单元作为像素单元时，可用作高灵敏像素探测器。为下一代康普顿γ相机、单光子发射计算机断层扫描、正电子发射断层扫描仪器成像仪器提供具有单光子计数能力的、高能量分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率、高探测灵敏度和高探测效率的探测器件。
Description
技术领域
本发明涉及一种高探测灵敏度、高探测效率的碲锌镉/硅γ射线X射线探测器及其制备方法，特别是一种具有吸收和倍增区分离的复合型碲锌镉-硅探测器及其制备方法。应用于半导体技术领域。
背景技术
碲锌镉(Cd(1-x)ZnxTe，或简写为CZT)作为新一代化合物半导体，由于具有较大的禁带宽度和较高的平均原子序数，因而可工作在常温，并具有较大的阻止本领和较强的抗辐射能力。近年来，随着高能量分辨率的能谱仪、高空间分辨率的成像装置和高能量的光子探测系统的飞速发展，在国土安全、高能核物理、空间物理、工业和核医学成像以及基础科学研究等领域的应用有普及化的趋势，市场前景也越来越广阔。但现有的碲锌镉探测器的测灵敏度和探测效率还不理想。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种碲锌镉/硅γ射线X射线探测器及其制备方法，将CZT晶片与SiPM键合在一起，由CZT晶片作为探测核辐射的吸收区，SiPM作为载流子的倍增放大区，形成吸收区和倍增区分离的高探测灵敏度的CZT/Si核辐射探测器。为下一代康普顿γ相机、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描仪器(PET)等成像仪器提供具有单光子计数能力的、高能量分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率、高探测灵敏度和高探测效率的探测器件。
为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：
一种碲锌镉/硅γ射线X射线探测器，包括射线吸收探测区和电荷倍增区，其结构采用如下任意一种结构形式方案：
方案一：射线吸收探测区由第一金属电极层、碲锌镉晶片和键合过渡层构成，所述键合过渡层采用金属层，使射线吸收探测区形成金属-半导体-金属形式结构，其中第一金属电极层作为阴极，键合过渡层作为与硅晶片的键合界面过渡层，从而由碲锌镉晶片和硅晶片通过键合过渡层间接键合组成探测器的主要功能层结构；电荷倍增区由在硅外延片或硅晶片上制作的雪崩PN结组成，硅片上的倍增区采用硅光电倍增管的SiPM单元结构，SiPM单元由硅晶片、雪崩PN结、绝缘层、绝缘层图案化沟道的填充电极层和淬灭电阻以及第二金属电极层组成。
方案二：射线吸收探测区由第一金属电极层、碲锌镉晶片和键合界面构成，其中第一金属电极层作为阴极，从而由碲锌镉晶片和硅晶片通过直接键合组成复合晶体，在碲锌镉晶片和硅晶片之间存在键合界面，形成探测器的主要功能层结构；电荷倍增区由硅晶片上制作的雪崩PN结组成，硅片上的倍增区采用硅光电倍增管的SiPM单元结构，SiPM单元由硅晶片、雪崩PN结、绝缘层、绝缘层图案化沟道的填充电极层和淬灭电阻以及第二金属电极层组成。
优选地，用作电荷倍增区的硅晶片上采用硅光电倍增管的SiPM单元结构，由APD阵列构成，当灵活选择设定数目的APD单元作为一个像素单元，通过对APD单元引出电极的重新组合，转变为像素器件，能用作高灵敏像素探测器使用。
优选地，采用第一金属电极层作为阴极和第二金属电极层作为阳极的一种两端结构；
优选地，采用第一金属电极层作为阴极，采用第二金属电极层作为阳极，还采用绝缘层图案化沟道的填充电极层作为阳极，形成第一种三端结构。
优选地，在两端结构基础上，从键合过渡层引出作为中间电极，形成第二种三端结构。
优选地，在第一种三端结构基础上，将键合过渡层引出作为中间电极，形成一种四端结构。
优选地，采用第一金属电极层作为阴极，采用第二金属电极层作为阳极，采用键合过渡层作为中间电极，将绝缘层图案化沟道的填充电极层悬空或与键合过渡层短路形成第三种三端结构。
一种本发明碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，采用碲锌镉晶片和硅片的直接键合工艺：将经过表面处理的碲锌镉晶片和硅片放入超高真空腔体进行直接键合，真空度为10-7～10-9pa，键合温度25～150℃。
优选地，采用碲锌镉晶片和硅片的表面活化直接键合工艺：CZT晶体使用溴甲醇溶液进行表面活化，Si采用标准RCA工艺活化。
优选地，单独或叠加采用氢等离子、Ar等离子对CZT晶体和Si晶体表面进行活化，然后在10-3～10-5Pa的高真空和25～350℃条件下进行直接键合。
另一种本发明碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，采用碲锌镉晶片和硅片的间接键合工艺：采用In作为中间过渡层，形成CZT-In-Si过渡层键合结构。
优选地，采用Al或Ga作为中间过渡层，形成CZT-Al-Si过渡层键合结构或者CZT-Ga-Si过渡层键合结构，或采用石墨烯(Gr)作为中间过渡层，形成CZT-Gr-Si过渡层键合结构，然后再在大气或10-2～10-5Pa的真空和25～350℃条件下进行键合。
优选地，采用硅原片或硅外延片，先行与碲锌镉晶体采用直接键合工艺或间接键合工艺实现键合，然后将硅片层的厚度减薄至5～50nm后，再采用现有成熟平面工艺在硅层制作SiPM结构形成倍增区。
优选地，构成碲锌镉晶片和硅片键合界面的这两种晶体的晶面选择，包括但不限于Si(111)晶面分别与Cd(1-x)ZnxTe(0≤x≤1)晶体的(111)、(211)、(110)、(100)晶面之间的键合；包括但不限于Si(110)晶面分别与Cd(1-x)ZnxTe(0≤x≤1)晶体的(111)、(211)、(110)、(100)晶面之间的键合；包括但不限于Si(100)晶面分别与Cd(1-x)ZnxTe(0≤x≤1)晶体的(111)、(211)、(110)、(100)晶面之间的键合。
优选地，先将碲锌镉晶片与硅原片或硅外延片键合，然后再在硅原片或硅外延片上制备SiPM结构，即采用硅原片或硅外延片先行与碲锌镉晶体采用直接键合工艺或间接键合工艺实现键合，然后将硅原片或硅外延片的Si层厚度减薄至5～50nm后，再采用平面工艺在硅原片或硅外延片的Si层制作SiPM结构形成倍增区。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明碲锌镉γ射线X射线探测器能实现高探测灵敏度和高探测效率，本发明器件由于雪崩倍增作用，以及在CZT界面受到强电场的加速作用，极大地提高了电荷收集效率和对射线光子的探测灵敏度，可应用于单光子探测和PET等医疗设备的低剂量探测；
2.本发明为下一代康普顿γ相机、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描仪器(PET)等成像仪器提供具有单光子计数能力的、高能量分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率、高探测灵敏度和高探测效率的探测器件；
3.本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。
附图说明
图1是实施例一采用间接键合方案的本发明碲锌镉/硅γ射线X射线探测器结构示意图。
图2是实施例二采用直接键合方案的本发明碲锌镉/硅γ射线X射线探测器结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，参见图1，一种碲锌镉/硅γ射线X射线探测器，包括射线吸收探测区和电荷倍增区；射线吸收探测区由第一金属电极层1、碲锌镉晶片2和键合过渡层3构成，所述键合过渡层3采用金属层，使射线吸收探测区形成金属-半导体-金属形式结构，其中第一金属电极层1作为阴极，键合过渡层3作为与硅晶片4的键合界面过渡层，从而由碲锌镉晶片2和硅晶片4通过键合过渡层3间接键合组成探测器的主要功能层结构；电荷倍增区由在硅外延片或硅晶片4上制作的雪崩PN结5组成，硅片上的倍增区采用硅光电倍增管的SiPM单元7结构，SiPM单元7由硅晶片4、雪崩PN结5、绝缘层、绝缘层图案化沟道的填充电极层8和淬灭电阻以及第二金属电极层6组成。
本实施例中的高探测灵敏度的碲锌镉伽马射线X射线探测器由CZT晶片与制备有雪崩PN结的硅片键合而成；CZT晶体是经切割的尺寸为10×10×1mm3～10×10×10mm3的正方体晶片，且其晶面方向为(111)。制备有雪崩PN结以及电极的硅晶圆片采用通用的SiPM工艺步骤如下：
a.CZT晶体的表面(双面)处理：
将切割好的尺寸的，晶面方向为(111)的立方体晶片用金刚砂进行粗抛，将CZT晶片表面明显的凹凸损伤磨平，使表面平整，无划痕和拉丝；随后清洗，并放入盛有去离子水的烧杯超声振荡5分钟，以去除粗抛时产生的表面沾污和吸附在晶片表面的杂质微粒，然后在研磨机上依次用粒径为1μm、0.5μm、0.2μm的刚玉微粉抛光液对CZT晶片进行细抛，直至晶片表面呈镜面；再次用超声振荡去除表面杂质，将晶片浸在无水甲醇中待腐蚀；抛光后的CZT晶片先采用BM腐蚀液进行表面化学腐蚀，时间为2分钟，BM腐蚀液采用无水纯溴和无水甲醇的体积比为1:19的混合溶剂；将经过BM腐蚀液腐蚀后的晶片在甲醇中清洗后，再使用LB腐蚀液对CZT晶片进行腐蚀，时间为2分钟，LB腐蚀液采用无水纯溴、乳酸和乙二醇的体积比为1:10:39的混合溶剂，以增加晶片表面光滑程度；完成腐蚀的晶片在甲醇中超声清洗三次，每次时间均为5分钟，以去除表面残余Br以及其他杂质；
b.有雪崩PN结的硅片的制备：
用作雪崩倍增区的硅片可采用成熟的硅平面器件工艺制作的SiPM芯片，并采用硅片减薄工艺或智能剥离技术(Smart-Cut)降低硅片厚度，并对减薄一侧的表面进行抛光并采用RCA标准工艺清洗后，得到有雪崩PN结的Si片，待用；
c.CZT晶片和Si片的直接键合：
将经过所述步骤a处理后的CZT晶片和在所述步骤b中制备的有雪崩PN结的Si片放入超高真空腔体进行直接键合，真空度为10-7～10-9pa，键合温度25～150℃；
d.CZT晶片上电极的制备：
将在所述步骤c中完成CZT晶片和Si片的直接键合的器件取出，在N2保护气氛下吹干，准备制备阴极；阴极的制备采用真空蒸发沉积铝，制备成厚度为0.8～1.5μm，铝全平面电极；或采用真空蒸发沉积厚度为20～60nm的Cr层，紧接着再沉积厚度为400～800nm的Au层制备成Cr/Au复合电极，得到碲锌镉/硅γ射线X射线探测器。
本实施例高探测灵敏度、高探测效率的CZT/Siγ射线X射线探测器器的制备方法，将经过抛光后的CZT晶片表面进行表面活化处理后与经表面活化处理的已制备好SiPM、SiPM阵列的硅片采用直接键合或间接键合的方法键合在一起，然后再在CZT晶片的另一面沉积金属层作为器件的阴极。硅片上雪崩PN结的阳极作为器件的阳极。由CZT晶片作为探测核辐射的吸收区，SiPM作为载流子的倍增放大区，形成吸收区和倍增区分离的高探测灵敏度的CZT/Si核辐射探测器。为下一代康普顿γ相机、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描仪器(PET)等成像仪器提供具有单光子计数能力的、高能量分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率、高探测灵敏度和高探测效率的探测器件。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图2，一种碲锌镉/硅γ射线X射线探测器，包括射线吸收探测区和电荷倍增区；射线吸收探测区由第一金属电极层1、碲锌镉晶片2和键合界面9构成，其中第一金属电极层1作为阴极，从而由碲锌镉晶片2和硅晶片4通过直接键合组成复合晶体，在碲锌镉晶片2和硅晶片4之间存在键合界面9，形成探测器的主要功能层结构；电荷倍增区由硅晶片4上制作的雪崩PN结5组成，硅片上的倍增区采用硅光电倍增管的SiPM单元7结构，SiPM单元7由硅晶片4、雪崩PN结5、绝缘层、绝缘层图案化沟道的填充电极层8和淬灭电阻以及第二金属电极层6组成。
本实施例中的高探测灵敏度的碲锌镉伽马射线X射线探测器的制备中，CZT晶体的表面处理、Si芯片的准备以及CZT晶片上电极的制备均采用前述工艺，即实施例一中的a、b、d。而CZT晶片和Si片的键合工艺具体为：
CZT晶片和Si片的表面活化直接键合：CZT晶体使用溴甲醇溶液进行表面活化，Si采用标准RCA工艺活化；或单独或叠加采用氢等离子、Ar等离子对CZT晶体和Si晶体表面进行活化，然后再在10-5Pa的高真空和25～350℃条件下进行直接键合。
本实施例高探测灵敏度的碲锌镉γ射线X射线探测器由于雪崩倍增作用，以及在CZT界面受到强电场的加速作用，极大地提高了电荷收集效率和对射线光子的探测灵敏度，可应用于单光子探测和PET等医疗设备的低剂量探测。
实施例三：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，制备高探测灵敏度的碲锌镉伽马射线X射线探测器时，CZT晶体的表面处理、Si芯片的准备以及CZT晶片上电极的制备均采用前述工艺，即实施例一中的a、b、d。而CZT晶片和Si片的键合工艺具体为：
CZT晶片和Si片的间接键合：采用In作为中间过渡层，形成CZT-In-Si过渡层键合结构，或采用石墨烯作为中间过渡层，形成CZT-Gr-Si过渡层键合结构，然后再在大气或10-2～10-5Pa的真空和25～350℃条件进行键合。
本实施例高探测灵敏度的碲锌镉γ射线X射线探测器由于雪崩倍增作用，以及在CZT界面受到强电场的加速作用，极大地提高了电荷收集效率和对射线光子的探测灵敏度，可应用于单光子探测和PET等医疗设备的低剂量探测。
实施例四：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，在高探测灵敏度的碲锌镉伽马射线X射线探测器的制备方法过程中，采用Si原片含Si外延片先行与CZT晶体采用前述的直接或间接键合工艺实现键合，然后将Si片层的厚度减薄至5～50nm后，再采用现有成熟平面工艺在Si层制作SiPM结构形成倍增区。其他通用工艺与前述实施例工艺相同。
本实施例高探测灵敏度的碲锌镉γ射线X射线探测器由于雪崩倍增作用，以及在CZT界面受到强电场的加速作用，极大地提高了电荷收集效率和对射线光子的探测灵敏度，可应用于单光子探测和PET等医疗设备的低剂量探测。
实施例五：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，高探测灵敏度的碲锌镉伽马射线X射线(像素)探测器的制备过程中，CZT晶体的表面处理、Si芯片的准备以及CZT晶片上电极的制备均采用前述工艺，即实施例一、二和三中的a、b、c、d、e、f以及实施案例四。其他通用工艺与前述实施例工艺相同。
本实施例的Si芯片采用像素结构的SiPMs阵列或APD单元阵列芯片，SiPMs中的最后一个s表示复数，即多个SiPM组成像素阵列，即以1～500的适当数目的APD单元作为一个像素单元，组成像素器件。
本实施例高探测灵敏度的碲锌镉γ射线X射线探测器由于雪崩倍增作用，以及在CZT界面受到强电场的加速作用，极大地提高了电荷收集效率和对射线光子的探测灵敏度，可应用于单光子探测和PET等医疗设备的低剂量探测。
本发明上述实施例碲锌镉/硅γ射线X射线探测器具有高探测灵敏度和高探测效率，特别是一种具有吸收和倍增区分离的复合型碲锌镉-硅探测器。上述实施例将CZT晶片与SiPM键合在一起，由CZT晶片作为探测核辐射的吸收区，SiPM作为载流子的倍增放大区，形成吸收区和倍增区分离的高探测灵敏度的CZT/Si核辐射探测器。当采用SiPM的结构时，整个器件作为高灵敏探测器应用；当将单个或部分SiPM单元作为像素单元时，可用作高灵敏像素探测器。为下一代康普顿γ相机、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描仪器(PET)等成像仪器提供具有单光子计数能力的、高能量分辨率、高空间分辨率、高时间分辨率、高探测灵敏度和高探测效率的探测器件。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种碲锌镉/硅γ射线X射线探测器，包括射线吸收探测区和电荷倍增区，其特征在于，该器件由作为射线吸收探测区的碲锌镉晶片和用作电荷倍增区的SiPM芯片集成组成，其结构采用如下任意一种结构形式方案：
方案一：射线吸收探测区由第一金属电极层(1)、碲锌镉晶片(2)和键合过渡层(3)构成，所述键合过渡层(3)采用金属层，使射线吸收探测区形成金属-半导体-金属形式结构，其中第一金属电极层(1)作为阴极，键合过渡层(3)作为与硅晶片(4)的键合界面过渡层，从而由碲锌镉晶片(2)和硅晶片(4)通过键合过渡层(3)间接键合组成探测器的主要功能层结构；电荷倍增区由在硅外延片或硅晶片(4)上制作的雪崩PN结(5)组成，硅片上的倍增区采用硅光电倍增管的SiPM单元(7)结构，SiPM单元(7)由硅晶片(4)、雪崩PN结(5)、绝缘层、绝缘层图案化沟道的填充电极层(8)和淬灭电阻以及第二金属电极层(6)组成；
方案二：射线吸收探测区由第一金属电极层(1)、碲锌镉晶片(2)和键合界面(9)构成，其中第一金属电极层(1)作为阴极，从而由碲锌镉晶片(2)和硅晶片(4)通过直接键合组成复合晶体，在碲锌镉晶片(2)和硅晶片(4)之间存在键合界面(9)，形成探测器的主要功能层结构；电荷倍增区由硅晶片(4)上制作的雪崩PN结(5)组成，硅片上的倍增区采用硅光电倍增管的SiPM单元(7)结构，SiPM单元(7)由硅晶片(4)、雪崩PN结(5)、绝缘层、绝缘层图案化沟道的填充电极层(8)和淬灭电阻以及第二金属电极层(6)组成；
用作电荷倍增区的硅晶片(4)上采用硅光电倍增管的SiPM单元(7)结构，由APD阵列构成，当灵活选择设定数目的APD单元作为一个像素单元，通过对APD单元引出电极的重新组合，转变为像素器件，能用作高灵敏像素探测器使用；用作电荷倍增区的硅晶片(4)上采用硅光电倍增管的SiPM单元(7)结构，由APD阵列构成，当灵活选择设定数目的SiPM单元作为一个像素单元，APD单元在SiPM上并联且每个SiPM拥有独立输出管脚，通过每个SiPM输出信号，可作为高灵敏的像素探测器使用。
2.根据权利要求1所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器，其特征在于：采用第一金属电极层(1)作为阴极和第二金属电极层(6)作为阳极的一种两端结构；
采用第一金属电极层(1)作为阴极，采用第二金属电极层(6)作为阳极，还采用绝缘层图案化沟道的填充电极层(8)作为阳极，形成第一种三端结构；
或者，在两端结构基础上，从键合过渡层(3)引出作为中间电极，形成第二种三端结构；
在两端结构基础上，从键合过渡层(3)引出作为中间电极，形成第二种三端结构；
在第一种三端结构基础上，将键合过渡层(3)引出作为中间电极，形成一种四端结构；
采用第一金属电极层(1)作为阴极，采用第二金属电极层(6)作为阳极，采用键合过渡层(3)作为中间电极，将绝缘层图案化沟道的填充电极层(8)悬空或与键合过渡层(3)短路形成第三种三端结构。
3.一种权利要求1所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，其特征在于：采用碲锌镉晶片和硅片的直接键合工艺：将经过表面处理的碲锌镉晶片和硅片放入超高真空腔体进行直接键合，真空度为10-7～10-9pa，键合温度25～150℃。
4.根据权利要求3所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，其特征在于，采用碲锌镉晶片和硅片的表面活化直接键合工艺：CZT晶体使用溴甲醇溶液进行表面活化，Si采用标准RCA工艺活化；
或者，单独或叠加采用氢等离子、Ar等离子对CZT晶体和Si晶体表面进行活化，然后在10-7～10-9pa的高真空和25～150℃条件下进行直接键合。
5.根据权利要求3所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，其特征在于：采用硅原片或硅外延片，先行与碲锌镉晶体采用直接键合工艺实现键合，然后将硅片层的厚度减薄至5～50nm后，再采用现有成熟平面工艺在硅层制作SiPM结构形成倍增区。
6.一种权利要求1所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，其特征在于，采用碲锌镉晶片和硅片的间接键合工艺：采用In作为中间过渡层，形成CZT-In-Si过渡层键合结构；
或者，采用Al或Ga作为中间过渡层，形成CZT-Al-Si过渡层键合结构或者CZT-Ga-Si过渡层键合结构，或采用石墨烯(Gr)作为中间过渡层，形成CZT-Gr-Si过渡层键合结构，然后再在大气或10-2～10-5Pa的真空和25～350℃条件下进行键合。
7.根据权利要求6所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，其特征在于：采用硅原片或硅外延片，先行与碲锌镉晶体采用间接键合工艺实现键合，然后将硅片层的厚度减薄至5～50nm后，再采用现有成熟平面工艺在硅层制作SiPM结构形成倍增区。
8.根据权利要求6所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，其特征在于：构成碲锌镉晶片和硅片键合界面的这两种晶体的晶面选择，包括Si(111)晶面分别与Cd(1-x)ZnxTe晶体的(111)、(211)、(110)、(100)晶面之间的键合，其中0≤x≤1；包括Si(110)晶面分别与Cd(1-x)ZnxTe晶体的(111)、(211)、(110)、(100)晶面之间的键合，其中0≤x≤1；包括Si(100)晶面分别与Cd(1-x)ZnxTe晶体的(111)、(211)、(110)、(100)晶面之间的键合，其中0≤x≤1。
9.根据权利要求6所述碲锌镉/硅γ射线X射线探测器的制备方法，其特征在于：先将碲锌镉晶片与硅原片或硅外延片键合，然后再在硅原片或硅外延片上制备SiPM结构，即采用硅原片或硅外延片先行与碲锌镉晶体采用间接键合工艺实现键合，然后将硅原片或硅外延片的Si层厚度减薄至5～50nm后，再采用平面工艺在硅原片或硅外延片的Si层制作SiPM结构形成倍增区。
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