[发明专利]一种复合式ΔE-E核辐射探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种复合式ΔE-E核辐射探测器，包括薄型PIN探测器、厚型PIN探测器以及两者之间的介质键合层，

其特征在于，

所述薄型PIN探测器包括高阻硅基片和所述高阻硅基片上的探测窗口。所述厚型的PIN探测器包括高阻硅基片和所述高阻硅基片上的探测窗口，薄型PIN探测器与厚型PIN探测器通过介质键合层机械固定到一起，并且形成电学互连。

2.如权利要求书1所述的复合式ΔE-E核辐射探测器，其特征在于，所述薄型PIN探测器高阻硅基片为100晶向的N型硅，电阻率大于1000欧姆厘米，厚度在300μm到550μm范围内。

3.如权利要求书1所述的复合式ΔE-E核辐射探测器，其特征在于，所述薄型PIN探测器探测窗口包括P区，N区以及两者之间的硅层，所述硅层厚度小于100μm。

4.如权利要求书1所述的复合式ΔE-E核辐射探测器，其特征在于，所述厚型PIN探测器高阻硅基片为111晶向的N型硅，电阻率大于1000欧姆厘米，厚度在300μm到1000μm范围内.

5.如权利要求书1所述的复合式ΔE-E核辐射探测器，其特征在于，所述薄型PIN探测器与厚型PIN探测器之间的介质键合层为Al-Sn-Al结构。

6.如权利要求书1和5所述的复合式ΔE-E核辐射探测器，其特征在于，所述Al层厚度为200nm-500nm。

7.如权利要求书1和5所述的复合式ΔE-E核辐射探测器，其特征在于，所述Sn层厚度为600nm-1000nm。

8.一种复合式ΔE-E核辐射探测器的制造方法，其包括下列步骤：

a)通过下列步骤制造薄型PIN探测器：

i.在第一高阻硅基片上下表面生长足够厚的二氧化硅层；

ii.腐蚀正面探测窗口上方二氧化硅层至50nm到200nm厚度；

iii.正面注入磷离子，形成N区，快速热退火；

iv.常规清洗，双面淀积氮化硅层；

v.在背面光刻探测窗口图形，腐蚀硅基片背面裸露部分直至获得所需的探测窗口厚度；

vi.在背面探测窗口注入硼离子，形成P区；离子注入后进行快速热退火；

vii.RIE刻蚀正面氮化硅层；湿法腐蚀正面二氧化硅层；

viii.正反两面溅射铝层，合金，形成良好的欧姆接触；

ix.利用氩离子去除正面铝电极上的自然氧化层，原位淀积锡层；

b)通过下列步骤制造厚型PIN探测器：

i.在第二高阻硅基片上下表面生长足够厚的二氧化硅层；

ii.背面光刻探测窗口图形，腐蚀背面探测窗口以及正面高阻硅片上方二氧化硅层至70-100nm厚度；

iii.正面注入磷离子，快速热退火；

iv.背面注入硼离子，快速热退火；

v.去除探测器正反面的二氧化硅层，双面溅射铝层；

vi.合金，形成良好的欧姆接触；

vii.利用氩离子去除正面铝电极上的自然氧化层，原位淀积锡层；

c)通过下列步骤组装复合式ΔE-E核辐射探测器：

i.将薄型PIN探测器与厚型PIN探测器正面重合对准在一起，移至键合装置；

ii.低温键合；

9.如权利要求书7所述的一种复合式ΔE-E核辐射探测器的制造方法，其特征在于，所述低温键合温度为280℃，键合压强为0.25MPa，键合时间为3min。