[实用新型]球形盒状三维探测器

说明书

本实用新型公开了一种球形盒状三维探测器，探测器由数个探测单元排列而成，探测单元外形呈圆柱状，探测单元包括空心的基底，基底底部附着有氧化层a，基底内固定有空心半球的壳形电极，壳形电极内填充有半导体基体，半导体基体顶部中间镶嵌有实心半球的中央收集电极，中央收集电极与壳形电极顶部附着有金属层，半导体基体顶部附着有氧化层b；本实用新型工作时内部电场均匀，电流信号无长尾、不相互干扰，探测器的能量分辨率提高，本实用新型的探测单元整体尺寸小，耗尽电压、结电容和漏电流都很小，噪音小，探测器的位置分辨率提高，能适应电池进行驱动，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，涉及一种球形盒状三维探测器。

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，三维探测器的电极为两个N型重掺杂的柱状电极和位于对角的两个P型重掺杂的柱状电极，外加电压取任意值，N型重掺杂柱状电极与p型重掺杂柱状电极之间的几何中心点电场都为零，且探测器内部灵敏区存在死区。

传统的三维沟槽硅探测器的电极没有贯穿硅体，在探测单元的底部有一层厚度为10％的硅衬底，硅衬底只具有支撑硅体的作用，使得探测单元的死区比例大，粒子在硅衬底中由于弱电场的影响，漂移速度很小，容易被强辐射造成的深能级缺陷俘获，使得三维沟槽硅探测器的电荷收集效率不好；探测单元排列形成探测器后，各个探测器单元之间的电学信号会通过硅衬底影响其他单元，形成干扰，造成三维沟槽硅探测器的能量分辨率降低；中央柱形电极表面积分布较长，导致三维沟槽硅探测器电容较大，信号噪音大。

实用新型内容

本实用新型提供一种球形盒状三维探测器，该探测器的死区比例小，粒子漂移速度高，探测器的电荷收集效率好，同时探测器各探测单元间的电流信号不会相互干扰，探测器位置分辨率和能量分辨率提高。

本实用新型所采用的技术方案是，球形盒状三维探测器由数个探测单元排列组成，探测单元的外形为圆柱状，所述探测单元包括空心的基底，基底底部附有氧化层a，基底内固定有空心半球的壳形电极，壳形电极中填充有半导体基体，半导体基体顶部中间镶嵌有实心半球形的中央收集电极，在中央收集电极和壳形电极顶部附有金属层，半导体基体顶部附有氧化层b。

进一步的，氧化层a厚度为1μm，中央收集电极的半径为1～2μm，壳形电极的厚度为1～2μm，壳形电极与中央收集电极中心的间距为20～500μm。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型的壳形电极使得探测器工作时内部电场分布均匀，低电场区域少，电流信号无长尾，且不相互干扰，探测器的分辨率提高；2、本实用新型的中央收集电极尺寸小，相应的结电容极小，信号噪音小，能量分辨率提高；3、本实用新型的全耗尽电压极低，能使用电池进行驱动，方便携带；4、本实用新型的整体尺寸较小，漏电流极低，响应时间短。

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是球形盒状三维探测器的结构图。

图2是球形盒状三维探测器的俯视图。

图3是球形盒状三维探测器的工艺图。

图4是球形盒状三维探测器的排列图。

图中，1.中央收集电极，2.半导体基体，3.壳形电极，4.基底，5.氧化层a，6.金属层，7.氧化层b。

具体实施方式