[发明专利]硅漂移探测器

说明书

本申请提供了一种硅漂移探测器。该硅漂移探测器包括：包括探测区的N型硅片，探测区的正面区域包括间隔设置的一个正面环形N区与多个正面环形P区，探测区的背面区域包括P型区；隔离层，设置在N型硅片的正面上，隔离层具有多个间隔设置的第一接触孔；多个间隔的正面电极，包括阴极与阳极，阴极一一对应地设置在与正面环形P区连接的第一接触孔中，阳极置在与正面环形N区连接的第一接触孔中；背面电极，设置在P型区的远离探测区的正面区域的表面上；多个间隔的分压部，设置在隔离层的远离N型硅片的表面上，分压部位于相邻的两个阴极之间的隔离层的表面上，分压部与相邻的两个阴极分别电连接，分压部为半导体分压部。该探测器使用时操作简单。

技术领域

本申请涉及半导体领域，具体而言，涉及一种硅漂移探测器。

背景技术

目前几乎所有同步辐射荧光实验站都使用Si(Li)探测器进行荧光分析，虽然能量分辨率满足需求，但是低计数率严重限制了实验效率。近几年，硅漂移探测器(SiliconDrift Detector，简称SDD)由于具有高计数率而被广泛应用在能量色散型X射线荧光光谱仪(XRF)或者X射线能谱仪(EDS)、医疗设备、高能物理研究设备、航空航天上。

硅漂移探测器是半导体探测器中一种较为高级的器件类型，由E.Gatti与P.Rehak在改进传统硅基PIN探测器的基础上于1983年发明和提出。它的主要结构是一块低掺杂的高阻硅，其背面辐射入射处有一层很薄的突变结，正面的掺杂电极设计成间隔很小的同心环状条纹，形成多个漂移环，反转偏置场在电极间逐步增加，形成平行表面的电场分量。耗尽层电离辐射产生的电子受该电场驱动，向极低电容的收集阳极“漂移”，形成电脉冲，即形成计数信号。激发的电子经过漂移才被收集，具有信号积累放大及过滤噪声的作用，在探测微弱信号方面具有很高的灵敏度。SDD采用半导体封装工艺安装在自动温控制冷器上，降低环境温度及辐射能量对微弱信号探测效率的影响，并通过Be窗过滤杂光信号的影响。

目前，SDD在使用过程中，需要分别在多个漂移环上施加电压，使用起来不方便。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种硅漂移探测器，以解决现有技术中的硅漂移探测器使用时不方便的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种硅漂移探测器，该硅漂移探测器包括：N型硅片，上述N型硅片包括探测区，上述探测区的正面区域包括间隔设置的一个正面环形N区与多个正面环形P区，至少部分上述正面环形P区设置在上述正面环形N区的周向外侧，上述探测区的背面区域包括P型区；隔离层，设置在上述N型硅片的正面上，上述隔离层具有多个间隔设置的第一接触孔，其中的一个上述第一接触孔使得上述正面环形N区的至少部分表面连接，剩余的各上述第一接触孔对应与一个上述正面环形P区的至少部分表面连接；多个间隔的正面电极，包括阴极与阳极，上述阴极一一对应地设置在与上述正面环形P区连接的上述第一接触孔中，上述阳极置在与上述正面环形N区连接的上述第一接触孔中；背面电极，设置在上述P型区的远离上述探测区的正面区域的表面上；多个间隔的分压部，设置在上述隔离层的远离上述N型硅片的表面上，各上述分压部位于相邻的两个上述阴极之间的上述隔离层的表面上，各上述分压部与相邻的两个上述阴极分别电连接，上述分压部为半导体分压部。

进一步地，上述硅漂移探测器还包括接触金属，上述接触金属设置在上述分压部的至少部分表面上以及相邻的上述阴极的至少部分表面上，以将上述分压部与相邻的上述阴极电连接。

进一步地，上述硅漂移探测器还包括绝缘层，上述绝缘层设置在上述分压部的远离上述N型硅片的表面上、上述分压部的侧壁上以及上述阴极两侧的上述隔离层的表面上，上述绝缘层具有间隔设置的多个第二接触孔，上述第二接触孔与上述分压部的远离上述N型硅片的部分表面连接，上述第二接触孔中以及至少部分上述绝缘层的表面上设置有上述接触金属，上述接触金属与上述阴极电连接。