[实用新型]一种新型方形开阖式壳型电极半导体探测器

说明书

一种新型方形开阖式壳型电极半导体探测器，有一立方柱半导体基体，中央柱状电极位于沟槽电极正中，沟槽电极为矩形框中空电极，沟槽电极刻蚀成结构相同且结构上互为互补的两瓣；沟槽电极的一对平行边正中有斜纹状实体缝隙，所述新型方形开阖式壳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，顶面未覆盖电极接触层的其他半导体基体表面覆盖二氧化硅绝缘层，底面设置有二氧化硅衬底层；在沟槽电极间没有刻蚀成电极从而剩下斜纹状实体缝隙，新型方形开阖式壳型电极半导体探测器在斜纹状半导体基体的基础上以沟槽电极顶点为圆心，斜纹状实体缝隙的宽度为半径做圆，圆弧外的半导体基质刻蚀成电极，留下斜纹体半导体基体，提升探测器性能。

技术领域

本实用新型涉及属于高能物理，天体物理，航空航天，军事，医学等技术领域，特别涉及一种新型方形开阖式壳型电极半导体探测器。

背景技术

探测器主要用于高能物理、天体物理等，硅探测器探测灵敏度高、响应速度快、具有很强的抗辐照能力，并且易于集成，在高能粒子探测与X光检测等领域有重要应用价值。但传统“三维硅探测器”有许多不足，在高能物理及天体物理中，探测器处于强辐照条件下工作，这对探测器能量分辨率响应速度等有高的要求，且需具有较强的抗辐照能力，低漏电流以及低全耗尽电压，对于其体积的大小有不同的要求。

硅探测器是工作在反向偏压下的，当外部粒子进入到探测器的灵敏区时，在反向偏压作用下，产生的电子-空穴对被分开，电子向正极运动，在到达正极后被收集，空穴向负极运动，被负极收集，在外部电路中就能形成反映粒子信息的电信号。

现有的“三维沟槽电极硅探测器”在进行电极刻蚀时不能完全的贯穿整个硅体，这就使得探测器有一部分不能刻蚀，这一部分对探测器的性能影响大，比如该部分电场较弱，电荷分布不均匀，探测效率降低等现象。我们称这一部分为“死区”，而且“死区”在单个探测器中占据20％-30％，如果是做成列阵，则会占据更大的比例。其次，“三维沟槽电极硅探测器”只能是在单面进行刻蚀。最后，这种探测器在工作时，粒子只能单面入射，影响探测效率。

为此，提供一种新型方形开阖式壳型电极半导体探测器，解决上述现有技术存在的问题就显得尤为必要。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种新型方形开阖式壳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双面刻蚀工艺，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，本实用新型的技术方案为：

一种新型方形开阖式壳型电极半导体探测器，有一立方柱半导体基体(1)，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、离子扩散掺杂形成，中央柱状电极(3)位于沟槽电极(2)正中，沟槽电极(2)环绕于中央柱状电极(3)之外，其中，沟槽电极(2)为矩形框中空电极，沟槽电极(2)刻蚀成结构相同且结构上互为互补的两瓣；沟槽电极(2)的一对平行边正中有斜纹状实体缝隙(6)，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，所述新型方形开阖式壳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(7)，底面设置有二氧化硅衬底层(5)；在沟槽电极(2) 间没有刻蚀成电极从而剩下斜纹状实体缝隙(6)，新型方形开阖式壳型电极半导体探测器在斜纹状半导体基体的基础上以沟槽电极顶点为圆心，斜纹状实体缝隙(6)的宽度为半径做圆，圆弧外的半导体基质都刻蚀成电极，从而留下带弧状的斜纹体半导体基体。