[发明专利]一种金刚石位置灵敏探测器的制备方法

说明书

一种金刚石位置灵敏探测器的制备方法，本发明属于探测器领域，它要解决现有二维位置灵敏探测器的电极作用单一，相邻电极间空隙大的问题。制备方法：一、将单晶CVD金刚石置于沸腾的混酸浴内处理，得到清洗后的金刚石；二、将掩膜板固定在金刚石的表面，金刚石的背面粘贴在玻璃片上；三、金刚石置于真空磁控溅射镀膜系统内，采用磁控溅射沉积金电极，沉积生长四个圆心角为90°扇形结构的金电极；四、分离掩膜板；五、将镀有金电极的金刚石固定在焊盘上，电极分别用导线与pcb焊盘上条形电极连接。本发明制备了一种新型金刚石位置灵敏探测器，具有电极结构简单、电极面积大、电极间空隙小以及粒子束透过率高等优点。

技术领域

本发明属于探测器领域，具体涉及一种金属位置灵敏探测器的制备方法。

背景技术

位置灵敏探测器是指一种输出的数据信号与粒子束流(包括光束)施加位置呈现一定关系的半导体器件，这类探测器因此通常被用于同步辐射X射线束监测、放射性线束监测及带电粒子束监测等领域。目前，常见的平面位置灵敏探测器多是基于横向光电效应原理，横向光电效应是指当P-N结或金属-半导体结的一面被非均匀照射时，在平行于结的一面出现电势差的现象。这类探测器多具有四边型结构、两面型结构、二维枕型结构或方型结构等。

金刚石凭借其优异的电、光、热、力学等性质，成为一种优异的半导体材料。但由于金刚石难以进行N型掺杂，所以目前的金刚石位置灵敏探测器多是基于横向光电效应下的金属-金刚石结进行的。

发明内容

本发明要解决现有二维位置灵敏探测器的电极作用单一，相邻电极间空隙大的问题，而提供一种金刚石位置灵敏探测器的制备方法。

本发明金刚石位置灵敏探测器的制备方法按以下步骤实现：

一、将单晶CVD金刚石置于沸腾的混酸浴内处理30～60min，然后依次在去离子水、无水乙醇和丙酮里分别超声清洗5～30min，得到清洗后的金刚石；

二、将具有四个圆心角为90°扇形结构的不锈钢掩膜板固定在清洗后的金刚石的表面，四个圆心角为90°扇形结构形成圆形，清洗后的金刚石的背面粘贴在玻璃片上，得到带有玻璃片的金刚石；

三、将Au靶安装至磁控溅射靶上，将步骤二得到的带有玻璃片的金刚石置于真空磁控溅射镀膜系统内的加热台上，启动真空系统将真空仓内抽成真空，使得真空度为1.0×10^-4～8.0×10^-4Pa，采用磁控溅射法，在Ar气氛的保护下，控制Ar气流量为10～30sccm，控制溅射功率为30～50W进行沉积金电极，沉积生长有四个圆心角为90°扇形结构的金电极，得到溅射有电极的金刚石；

四、将不锈钢掩膜板从溅射有电极的金刚石上分离下来，得到镀有金电极的金刚石；

五、将镀有金电极的金刚石固定在焊盘上，四个金电极分别用导线与焊盘上的四个条形电极连接，得到具有四电极的二维平面结构的金刚石位置灵敏探测器。

本发明当光束穿透电极时，由于光辐照在两侧电极上的面积不同导致不同电极处载流子浓度不同，进而在金属-半导体结存在电势差。本发明制备了一种新型金刚石位置灵敏探测器，具有电极结构简单、粒子束透过率高等优点。

本发明金刚石位置灵敏探测器的主要包括以下有益效果：

1、金刚石表面的电极为四个圆心角为90°扇形结构，结构简单，金刚石表面的电极不仅收集光生载流子，还能与金刚石形成金属-半导体结，进而形成内建电场，促使载流子扩散漂移；

2、电极面积大、基本覆盖金刚石表面，增强了电极对载流子的收集效率，且电极间空隙仅为0～1mm，如用于同步辐射白光光束探测领域，有更优异的灵敏性和透过率。

附图说明

图1是本发明金刚石位置灵敏探测器的结构示意图；