[实用新型]六边形盒状三维探测器

说明书

本实用新型公开了一种六边形盒状三维探测器，该探测器由数个探测单元排列组成，探测单元的外部呈正六棱柱，探测单元包括硅基底，硅基底上固定有中空的壳形电极，壳形电极内填充有探测基体，探测基体顶部中间镶嵌有中央收集电极，壳形电极和中央收集电极顶部附着有氧化层，探测基体顶部附着有金属层；本实用新型制备的探测器结电容和信号噪声小，死区比例小，电流信号间不会相互干扰，探测器的位置分辨率和能量分辨率高；探测器内部的电场分布均匀，且粒子能够双面入射，工作效率高，能使用电池驱动，方便携带。

技术领域

本实用新型属于高能物理、天体物理、航空航天、军事、医学技术领域，涉及一种六边形盒状三维探测器。

背景技术

探测器主要用于高能物理、天体物理、航空航天、军事、医学技术领域，传统的三维沟槽硅探测器有许多的不足之处。

沟槽电极没有贯穿硅体，探测器底部有一层厚度为10％d的硅衬底(d为探测器整体厚度)，硅衬底只具有支撑硅体的作用，使得探测器的死区比例大，粒子在硅衬底中由于弱电场的影响，漂移速度很小，因此在硅衬底中由于低速漂移而被强辐射造成的深能级缺陷俘获的粒子很多，电荷收集效率不好。

排成阵列后各个探测器单元之间会相互干扰，电学信号会通过10％的硅衬底(低电场区)影响其他单元，造成分辨率的降低。

由于中央柱形电极表面积很长，导致探测器电容大，信号噪声大。

光子、粒子不可以双面入射。

实用新型内容

为了达到上述目的，本实用新型提供一种六边形盒状三维探测器，解决了现有探测器死区比例大，电荷收集效率低，且读出电流信号相互干扰，能量分辨率低、结电容及信号噪音大，粒子只能单面入射的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，六边形盒状三维探测器由数个探测单元排列组成，探测单元的外部呈正六棱柱，探测单元包括硅基底，硅基底上固定有壳形电极，壳形电极由底面和侧面组成，底面为正六边形的离子注入层，侧面是沿着底面正六边形边垂直刻蚀的矩形沟槽，沟槽中扩散掺杂有半导体材料，壳形电极内填充有探测基体，探测基体顶面的中间部位镶嵌有正六棱柱状的中央收集电极，中央收集电极和壳形电极的顶面附着有金属层，探测基体顶面附着有氧化层，中央收集电极接负极，壳形电极接阳极。

进一步的，中央收集电极为正六棱柱状，中央收集电极底面的外接圆半径为5μm，厚度为1～5μm。

进一步的，壳形电极的高度为探测单元整体高度的90％。

进一步的，中央收集电极与壳形电极的电极间距为20～500μm。

本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型内部的电场分布均匀，低电场区很少，死区相对较小；(2)本实用新型的结电容很小，信号噪声小的优点；(3)本实用新型的耗尽电压低，方便驱动、便于携带；(4)本实用新型的探测单元读出电流信号不会相互干扰，能量分辨率提高；(5)本实用新型工作时，粒子可以双面入射，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是六边形盒状三维探测器的结构图。

图2是六边形盒状三维探测器的侧视图。

图3是六边形盒状三维探测器的探测单元排列图。

图中，1.中央收集电极，2.探测基体，3.壳形电极，4.硅基底，5.氧化层，6.金属层。

具体实施方式