CN117192595A - 高纯锗探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高纯锗探测器，涉及半导体器件技术领域，该高纯锗探测器包括：高纯锗晶体；第一电极，第一电极设置于高纯锗晶体的第一表面；以及第二电极，第二电极设置于高纯锗晶体的第二表面，第一表面和第二表面为高纯锗晶体相对的表面，其中，第一电极包括：锂扩散电极，锂扩散电极设置于高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；第一非晶层，第一非晶层设置于高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；以及第一金属电极，第一金属电极设置于第一非晶层远离高纯锗晶体的一侧，其中，第一金属电极的至少一部分与锂扩散电极收集同一种载流子，从而减小了高纯锗探测器的死层厚度，可以制作精密的电极结构。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体地，涉及一种高纯锗探测器。
背景技术
高纯锗探测器具有高探测效率、高能量分辨和良好的能量线性，在辐射测量、核安全、基础物理实验等领域发挥着重要作用。
在实现本发明构思的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前高纯锗探测器多采用锂扩散层作为n+电极，虽然方便装配、可靠性高，但其形成的死层厚，容易进一步扩散，不便于制作精密的电极结构，限制了其应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种高纯锗探测器。
根据本发明的一个方面，提供了一种高纯锗探测器，包括：高纯锗晶体；第一电极，所述第一电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面；以及第二电极，所述第二电极设置于所述高纯锗晶体的第二表面，所述第一表面和所述第二表面为所述高纯锗晶体相对的表面，其中，所述第一电极包括：锂扩散电极，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；第一非晶层，所述第一非晶层设置于所述高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；以及第一金属电极，所述第一金属电极设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的一侧，其中，所述第一金属电极的至少一部分与所述锂扩散电极收集同一种载流子。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极包括第一电极部分和第二电极部分，所述第一电极部分位于所述高纯锗晶体的侧表面的靠近所述第一非晶层的一部分，所述第二电极部分位于所述高纯锗晶体的第一表面且与所述第一电极部分相连。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影的形状是环形，其中，所述环形的外环直径与内环直径的差为所述第二电极部分向所述高纯锗晶体的第一表面的中心延伸的宽度。
根据本发明的实施例，所述第一非晶层的至少一部分在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影位于所述锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影内。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极的至少一部分在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影位于所述第一非晶层在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影内。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极和所述锂扩散电极被供给相同的电压。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极的至少一部分与所述锂扩散电极相连接。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极与所述锂扩散电极之间间隔预定的距离。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上。
根据本发明的实施例，所述高纯锗晶体呈圆柱形。
根据本发明的实施例，所述第一非晶层的材料包括锗。
根据本发明的实施例，所述第一非晶层的厚度小于等于1000nm。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极的材料包括铝。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极的厚度小于等于8000nm。
根据本发明的实施例，所述第二电极包括：第二非晶层，所述第二非晶层设置于所述高纯锗晶体的第二表面；和第二金属电极，所述第二金属电极设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的一侧，且所述第二金属电极在所述高纯锗晶体的第二表面上的正投影位于所述第二非晶层在所述高纯锗晶体的第二表面上的正投影内。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上，所述第二金属电极为面状电极；或者，所述第一金属电极为面状电极，所述第二金属电极包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上；或者，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上，所述第二金属电极包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面的至少一部分和整个侧表面。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第二表面的至少一部分。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的高纯锗探测器的有益效果如下：
本发明实施例提供的高纯锗探测器，通过锂扩散电极、第一非晶层和第一金属电极形成的第一电极，使第一金属电极与锂扩散电极收集同一种载流子，减小了高纯锗探测器的死层厚度，可以作为入射窗，且可以制作精密的第一金属电极结构，形成各种金属多电极布局，扩大了其应用范围。
本发明实施例提供的高纯锗探测器，利用锂扩散电极即可实现高纯锗晶体的稳定固定，具有高可靠性，在晶体上无需制作额外的结构，方便进行装配操作和维护。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示意性示出了本发明一实施例的高纯锗探测器的立体图；
图2示意性示出了本发明实施例1的高纯锗探测器的剖面图；
图3示意性示出了本发明实施例2的高纯锗探测器的剖面图；
图4示意性示出了本发明实施例3的高纯锗探测器的剖面图；
图5示意性示出了本发明实施例4的高纯锗探测器的剖面图;
附图标记：10-晶体机械固定件；20-锂扩散电极；201-第一电极部分；202-第二电极部分；203-第三电极部分；30-高纯锗晶体；40-第二非晶层；50-第二金属电极；60-保护环；70-第一非晶层；80-第一金属电极。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C等）。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。
应该理解的是，当元件（诸如层、膜、区域或衬底）描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
高纯锗探测器是一种能量分辨率高、探测效率高的半导体核辐射探测器。高纯锗探测器具有高探测效率、高能量分辨和良好的能量线性，在辐射测量、核安全、基础物理实验等领域发挥着重要作用。高纯锗探测器多采用锂扩散层作为n+电极，能够方便装配、可靠性高，但其形成的死层厚，容易进一步扩散，不便于制作精密的电极结构，限制了其应用范围。
鉴于上述问题，本发明的实施例提供了一种高纯锗探测器，包括：高纯锗晶体；第一电极，所述第一电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面；以及第二电极，所述第二电极设置于所述高纯锗晶体的第二表面，所述第一表面和所述第二表面为所述高纯锗晶体相对的表面，其中，所述第一电极包括：锂扩散电极，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；第一非晶层，所述第一非晶层设置于所述高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；以及第一金属电极，所述第一金属电极设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的一侧，其中，所述第一金属电极的至少一部分与所述锂扩散电极收集同一种载流子。
本发明实施例提供的高纯锗探测器，通过锂扩散电极、第一非晶层和第一金属电极形成的第一电极，使第一金属电极与锂扩散电极收集同一种载流子，减小了高纯锗探测器的死层厚度，可以作为入射窗，且可以制作精密的第一金属电极结构，形成各种金属多电极布局，扩大了其应用范围。此外，利用锂扩散电极即可实现高纯锗晶体的稳定固定，具有高可靠性，在晶体上无需制作额外的结构，方便进行装配操作和维护。
需要说明的是，在本文中，表述“第一表面和侧表面的至少一部分”可以包括以下情况：仅第一表面的至少一部分，仅侧表面的至少一部分，第一表面的至少一部分和侧表面的至少一部分。
在一种示例性实例中，锂扩散电极以外的电极均采用第一非晶层加金属层的结构；在另一种示例性实例中，除锂扩散电极和其中一个第一非晶层加金属层结构的电极以外，如果还存在其他电极的话，其他电极可采用其他方法制备。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极包括第一电极部分和第二电极部分，所述第一电极部分位于所述高纯锗晶体的侧表面的靠近所述第一非晶层的一部分，所述第二电极部分位于所述高纯锗晶体的第一表面且与所述第一电极部分相连。可选的，锂扩散电极的数量至少为一个。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影的形状是环形，其中，所述环形的外环直径与内环直径的差为所述第二电极部分向所述高纯锗晶体的第一表面的中心延伸的宽度。可选的，锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影的形状可以是圆环，也可以是方环，具体可以根据高纯锗晶体的形状进行确定。当高纯锗晶体是圆柱形时，为了简化制备工艺，可以使得锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影的形状是圆环，即两个同心圆形，两个同心圆形的直径差为所述第二电极部分向所述高纯锗晶体的第一表面的中心延伸的宽度；当高纯锗晶体是立方体时，可以使得锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影的形状是方环，即两个同心方形，两个同心方形的边长差为所述第二电极部分向所述高纯锗晶体的第一表面的中心延伸的宽度。
根据本发明的实施例，所述第一非晶层的至少一部分在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影位于所述锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影内。即第一金属电极必须有部分或全部区域位于第一非晶层之上，可与锂扩散电极连接或者隔离开。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极的至少一部分在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影位于所述第一非晶层在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影内。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极和所述锂扩散电极被供给相同的电压，以使所述第一金属电极与所述锂扩散电极收集同一种载流子。其中，相同的电压包括完全相同的电压和相近的电压，只要能使所述第一金属电极与所述锂扩散电极收集同一种载流子的电压均可，本发明的实施例对此不做限定。由于第一金属电极与所述锂扩散电极收集同一种载流子，使得锂扩散电极可以在任意需要薄窗的地方使用非晶技术来制作入射窗，或者是在需要位置测量的地方使用非晶技术来方便位置灵敏电极的制作。
可选的，当所述第一金属电极包含多个第一子金属电极时，至少有一个第一子金属电极与锂扩散电极所加电压相等或者接近，以使所述第一子金属电极与所述锂扩散电极收集同一种载流子。
根据本发明的实施例，第一金属电极的至少一部分与所述锂扩散电极相连接，由此，锂扩散电极可以在任意需要薄窗的地方使用非晶技术来制作入射窗，或者是在需要位置测量的地方使用非晶技术来方便位置灵敏电极的制作。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极与所述锂扩散电极之间间隔预定的距离。其中，预定的距离可以根据实际情况确定，只要能保证所述第一金属电极和所述锂扩散电极能被供给相同的电压的距离都可以，本发明的实施例对此不做限定。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上。其中，所述多个第一子金属电极之间的间隔距离可以根据实际情况确定，本发明的实施例对此不做限定。同时，至少有一个第一子金属电极与锂扩散电极所加电压相等或者接近，以使所述第一子金属电极与所述锂扩散电极收集同一种载流子。
根据本发明的实施例，所述高纯锗晶体呈圆柱形。在其他一些示例性实施例中，高纯锗晶体还可以为其他形状，如长方体等，其具体尺寸大小可以根据实际需求进行设定，本发明的实施例对高纯锗晶体的形状及尺寸大小不做限定。
根据本发明的实施例，平面型高纯锗晶体为外直径范围为10mm-150mm，其高度为5mm-90mm的圆柱形。
优选的，所述圆柱形的直径为30mm，高度为10mm。
根据本发明的实施例，所述高纯锗晶体为P型高纯锗晶体或者N型高纯锗晶体。
优选的，所述高纯锗晶体为P型高纯锗晶体。
根据本发明的实施例，所述第一非晶层的材料包括锗。
根据本发明的实施例，所述第一非晶层的厚度小于等于1000nm。
优选的，所述第一非晶层的厚度为100nm。
根据本发明的实施例，所述第一非晶层采用磁控溅射工艺制备而成。
在其他一些示例性实施例中，第一非晶层也可以是其他方法制备的合理厚度的第一非晶层，本发明的实施例对第一非晶层的制备方法不做限定，其层厚范围包括但不仅限于上述实施例所示。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极的材料包括铝。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极的厚度小于等于8000nm。
优选的，所述第一金属电极的厚度为100nm。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极采用蒸镀工艺制备而成。
在其他一些示例性实施例中，第一金属电极也可以是其他方法制备的合理厚度的第一金属电极，本发明的实施例对第一金属电极的制备方法不做限定，其层厚范围包括但不仅限于上述实施例所示。
本发明的实施例提供的高纯锗探测器，通过联合使用非晶镀层和锂扩散层两种工艺，综合了这两种工艺的优点，简化电极制作过程，提高成品率，在保留锂扩散电极装配方便、高可靠性优点的同时，能够解决死层厚度大，不便于制作精密电极结构的问题，且基于这两种工艺制作的电极可以相互连接，可以收集同一种载流子。
根据本发明的实施例，所述第二电极包括：第二非晶层，所述第二非晶层设置于所述高纯锗晶体的第二表面；和第二金属电极，所述第二金属电极设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的一侧，且所述第二金属电极在所述高纯锗晶体的第二表面上的正投影位于所述第二非晶层在所述高纯锗晶体的第二表面上的正投影内。
根据本发明的实施例，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上，所述第二金属电极为面状电极；或者，所述第一金属电极为面状电极，所述第二金属电极包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上；或者，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上，所述第二金属电极包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上。
可选的，相邻两个第一子金属电极的中心距为0.02mm-10mm，其中，相邻两个第一子金属电极之间相互独立，且间隔范围是0.01mm-2mm。需说明的是，本发明实施例中的中心距指的是相邻两个第一子金属电极的中心位置距离。
可选的，本发明的实施例中，第一子金属电极的数量不小于2个，其可以为3个、4个、7个或其他更多的数量，本发明的实施例对此不做限定。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面的至少一部分和整个侧表面。
根据本发明的实施例，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第二表面的至少一部分。例如，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面的至少一部分和整个侧表面，然后在第二表面形成一个圆环。需要说明的是，由于第一非晶层是对锂扩散电极开窗后制备的，因此，当锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面的至少一部分和整个侧表面，然后在第二表面形成一个圆环时，第一非晶层也可扩展到第二表面。
图1示意性示出了本发明一实施例的高纯锗探测器的立体图。
如图1所示，该高纯锗探测器包括：晶体机械固定件10、锂扩散电极20、高纯锗晶体30、第二非晶层40、第二金属电极50。第二非晶层40设置于所述高纯锗晶体30的第二表面，即上表面。第二金属电极50设置于第二非晶层40远离高纯锗晶体30的一侧，且第二金属电极50在高纯锗晶体30的第二表面上的正投影位于所述第二非晶层40在所述高纯锗晶体30的第二表面上的正投影内。
根据本发明的实施例，该高纯锗晶体30为平面型高纯锗晶体，同时，该平面型高纯锗晶体30可以为圆柱形。其中，该锂扩散电极20用于实现高纯锗晶体30与晶体机械固定件10之间的稳定连接，并同时作为电极使用。平面型高纯锗晶体30的另一端面为第二非晶层40，该第二非晶层40覆盖整个平面型高纯锗晶体30的端面，其作为电子阻挡层。所述锂扩散电极20设置于所述高纯锗晶体30的第一表面和侧表面的至少一部分，通过扩散锂离子形成。
根据本发明的实施例，该高纯锗探测器上还设置有保护环60，保护环60是第二金属电极的一部分，第二非晶层40的最外一圈为保护环60，保护环60将第二非晶层40的上表面分为第一区域和第二区域，其中，第一区域位于保护环60的外侧，第二区域位于保护环60的内侧，且第二区域中设置有第二金属电极50。
可选的，第二金属电极50包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于所述第二非晶层40远离所述高纯锗晶体30的表面上，具体地，多个第二子金属电极可以为一维平行条状电极。
下面将结合实施例及相关实验，对本发明实施例的高纯锗探测器进行详细说明。
实施例 1
图2示意性示出了本发明实施例1的高纯锗探测器的剖面图。
本发明的实施例1提供了一种高纯锗探测器的剖面图。如图2所示，该高纯锗探测器包括高纯锗晶体30、锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80，其中，锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80属于第一电极，第一金属电极80与锂扩散电极20收集同一种载流子，该高纯锗晶体30为圆柱形，高纯锗晶体30的底部端面为第一表面。
第一非晶层70设置于高纯锗晶体30的底面，是采用非晶镀层工艺形成的。锂扩散电极20设置于高纯锗晶体30的底面和侧表面的一部分，锂扩散电极20包括第一电极部分201和第二电极部分202，第一电极部分201位于高纯锗晶体30的侧表面的靠近第一非晶层70的一部分，第二电极部分202位于高纯锗晶体30的底面且与第一电极部分201相连，锂扩散电极20的第一电极部分201和第二电极部分202是通过扩散锂离子工艺形成的。第一金属电极80设置于第一非晶层70远离高纯锗晶体30的一侧，且底部端面的第一金属电极80与锂扩散电极20的第二电极部分202连接，第一金属电极80为面状电极。
该高纯锗探测器还包括第二电极，第二电极设置于高纯锗晶体30的顶面，包括第二非晶层40和第二金属电极50，其中，第二非晶层40设置于高纯锗晶体30的顶面，第二金属电极50设置于第二非晶层40远离所述高纯锗晶体的一侧，且第二金属电极50在高纯锗晶体30的顶面上的正投影位于第二非晶层40在高纯锗晶体30的顶面上的正投影内，第二金属电极50包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于第二非晶层40远离高纯锗晶体30的表面上。
实施例 2
图3示意性示出了本发明实施例2的高纯锗探测器的剖面图。
本发明的实施例2提供了一种高纯锗探测器的剖面图。如图3所示，该高纯锗探测器包括高纯锗晶体30、锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80，其中，锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80属于第一电极，第一金属电极80与锂扩散电极20收集同一种载流子。
第一非晶层70设置于高纯锗晶体30的底面，是采用非晶镀层工艺形成的。第一金属电极80设置于第一非晶层70远离高纯锗晶体30的一侧，第一金属电极80包括多个第一子金属电极，多个第一子金属电极间隔设置于第一非晶层70远离高纯锗晶体30的表面上。锂扩散电极20设置于高纯锗晶体30的底面和侧表面的一部分，锂扩散电极20包括第一电极部分201和第二电极部分202，第一电极部分201位于高纯锗晶体30的侧表面的靠近第一非晶层70的一部分，第二电极部分202位于高纯锗晶体30的底面且与第一电极部分201相连，锂扩散电极20的第一电极部分201和第二电极部分202是通过扩散锂离子工艺形成的。
该高纯锗探测器还包括第二电极，第二电极设置于高纯锗晶体30的顶面，包括第二非晶层40和第二金属电极50，其中，第二非晶层40设置于高纯锗晶体30的顶面，第二金属电极50设置于第二非晶层40远离高纯锗晶体30的一侧，且第二金属电极50在高纯锗晶体30的顶面上的正投影位于第二非晶层40在高纯锗晶体30的顶面上的正投影内，第二金属电极50为面状电极。
实施例 3
图4示意性示出了本发明实施例3的高纯锗探测器的剖面图。
本发明的实施例3提供了一种高纯锗探测器的剖面图。如图4所示，该高纯锗探测器包括高纯锗晶体30、锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80，其中，锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80属于第一电极，第一金属电极80与锂扩散电极20收集同一种载流子，该高纯锗晶体30为圆柱形，高纯锗晶体30的底部端面为第一表面。
第一非晶层70设置于高纯锗晶体30的底面，是采用非晶镀层工艺形成的。第一金属电极80设置于第一非晶层70远离高纯锗晶体30的一侧，第一金属电极80包括多个第一子金属电极，多个第一子金属电极间隔设置于第一非晶层70远离高纯锗晶体30的表面上。锂扩散电极20设置于高纯锗晶体30的底面和侧表面的一部分，锂扩散电极20包括第一电极部分201和第二电极部分202，第一电极部分201位于高纯锗晶体30的侧表面的靠近第一非晶层70的一部分，第二电极部分202位于高纯锗晶体30的底面且与第一电极部分201相连，锂扩散电极20的第一电极部分201和第二电极部分202是通过扩散锂离子工艺形成的。
该高纯锗探测器还包括第二电极，第二电极设置于高纯锗晶体30的顶面，包括第二非晶层40和第二金属电极50，其中，第二非晶层40设置于高纯锗晶体30的顶面，第二金属电极50设置于第二非晶层40远离所述高纯锗晶体的一侧，且第二金属电极50在高纯锗晶体30的顶面上的正投影位于第二非晶层40在高纯锗晶体30的顶面上的正投影内，第二金属电极50包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于第二非晶层40远离高纯锗晶体30的表面上。
实施例 4
图5示意性示出了本发明实施例4的高纯锗探测器的剖面图。
本发明的实施例4提供了一种高纯锗探测器的剖面图。如图5所示，该高纯锗探测器包括高纯锗晶体30、锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80，其中，锂扩散电极20、第一非晶层70和第一金属电极80属于第一电极，第一金属电极80与锂扩散电极20收集同一种载流子，该高纯锗晶体30为圆柱形，高纯锗晶体30的底部端面为第一表面。
第一非晶层70设置于高纯锗晶体30的底面，是采用非晶镀层工艺形成的。第一金属电极80设置于第一非晶层70远离高纯锗晶体30的一侧，第一金属电极80包括多个第一子金属电极，多个第一子金属电极间隔设置于第一非晶层70远离高纯锗晶体30的表面上。锂扩散电极20设置于高纯锗晶体30的底面、顶面和整个侧表面，锂扩散电极20包括第一电极部分201、第二电极部分202和第三电极部分203，第一电极部分201位于高纯锗晶体30的整个侧表面，第二电极部分202位于高纯锗晶体30的底面且与第一电极部分201相连，第三电极部分203位于高纯锗晶体30的顶面且与第一电极部分201相连，锂扩散电极20的第一电极部分201、第二电极部分202和第三电极部分203是通过扩散锂离子工艺形成的。
该高纯锗探测器还包括第二电极，第二电极设置于高纯锗晶体30的顶面，包括第二非晶层40和第二金属电极50，其中，第二非晶层40设置于高纯锗晶体30的顶面，第二金属电极50设置于第二非晶层40远离所述高纯锗晶体的一侧，且第二金属电极50在高纯锗晶体30的顶面上的正投影位于第二非晶层40在高纯锗晶体30的顶面上的正投影内，第二金属电极50包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于第二非晶层40远离高纯锗晶体30的表面上。
除非另有特别说明，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本发明的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。
本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。
以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。
Claims (18)
1.一种高纯锗探测器，其特征在于，包括：
高纯锗晶体；
第一电极，所述第一电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面；以及
第二电极，所述第二电极设置于所述高纯锗晶体的第二表面，所述第一表面和所述第二表面为所述高纯锗晶体相对的表面，
其中，所述第一电极包括：
锂扩散电极，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；
第一非晶层，所述第一非晶层设置于所述高纯锗晶体的第一表面和侧表面的至少一部分；以及
第一金属电极，所述第一金属电极设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的一侧，
其中，所述第一金属电极的至少一部分与所述锂扩散电极收集同一种载流子。
2.根据权利要求1所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述锂扩散电极包括第一电极部分和第二电极部分，所述第一电极部分位于所述高纯锗晶体的侧表面的靠近所述第一非晶层的一部分，所述第二电极部分位于所述高纯锗晶体的第一表面且与所述第一电极部分相连。
3.根据权利要求2所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影的形状是环形，其中，所述环形的外环直径与内环直径的差为所述第二电极部分向所述高纯锗晶体的第一表面的中心延伸的宽度。
4.根据权利要求3所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一非晶层的至少一部分在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影位于所述锂扩散电极在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影内。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极的至少一部分在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影位于所述第一非晶层在所述高纯锗晶体的第一表面上的正投影内。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极和所述锂扩散电极被供给相同的电压。
7.根据权利要求6所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极的至少一部分与所述锂扩散电极相连接。
8.根据权利要求6所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极与所述锂扩散电极之间间隔预定的距离。
9.根据权利要求1-4和7-8中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上。
10.根据权利要求1-4和7-8中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述高纯锗晶体呈圆柱形。
11.根据权利要求1-4和7-8中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一非晶层的材料包括锗。
12.根据权利要求1-4和7-8中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一非晶层的厚度小于等于1000nm。
13.根据权利要求1-4和7-8中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极的材料包括铝。
14.根据权利要求1-4和7-8中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极的厚度小于等于8000nm。
15.根据权利要求1-4和7-8中任一项所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第二电极包括：
第二非晶层，所述第二非晶层设置于所述高纯锗晶体的第二表面；和
第二金属电极，所述第二金属电极设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的一侧，且所述第二金属电极在所述高纯锗晶体的第二表面上的正投影位于所述第二非晶层在所述高纯锗晶体的第二表面上的正投影内。
16.根据权利要求15所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上，所述第二金属电极为面状电极；或者，
所述第一金属电极为面状电极，所述第二金属电极包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上；或者，
所述第一金属电极包括多个第一子金属电极，所述多个第一子金属电极间隔设置于所述第一非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上，所述第二金属电极包括多个第二子金属电极，所述多个第二子金属电极间隔设置于所述第二非晶层远离所述高纯锗晶体的表面上。
17.根据权利要求1所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第一表面的至少一部分和整个侧表面。
18.根据权利要求17所述的高纯锗探测器，其特征在于，所述锂扩散电极设置于所述高纯锗晶体的第二表面的至少一部分。
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