[发明专利]一种高度集成的γ辐照探测器

权利要求书

1.一种高度集成的γ辐照探测器，其特征在于：包括金刚石探头（1）、放大模块（2）、A/D转化模块（3）、数据存储模块（4）、FPGA（5）和上位机（6）。

2.根据权利要求1所述的一种高度集成的γ辐照探测器，其特征在于：金刚石探头（1）包括金刚石探头1和金刚石探头2；其中金刚石探头1最底部为掺硼硅片，掺硼硅片上生长了多晶金刚石，多晶金刚石上表面利用磁控溅射法溅射了电极，金刚石探头2选用单晶金刚石，上下表面分别利用磁控溅射法溅射了电极；金刚石探头1和金刚石探头2都配有放大模块（2）、A/D转化模块（3）、数据存储模块（4），FPGA（5）和上位机（6）为金刚石探头1和金刚石探头2共用。

3.根据权利要求2所述的一种高度集成的γ辐照探测器，其特征在于：金刚石探头1中掺硼硅片的厚度为250um，多晶金刚石的厚度为30um，电极为两层，下层为20nm的Cr，上层为100nm的Au；金刚石探头2中电子级单晶金刚石的厚度为300um，电极为三层，下层为20nm的Pd，中层为10nm的Ti，上层为150nm的Au。

4.根据权利要求3所述的一种高度集成的γ辐照探测器，其特征在于：承载整个系统的电路板采用Rogers4350B，其体积电阻高达1.2×MΩ·cm，厚度选用1.524mm。

5.根据权利要求3或4所述的一种高度集成的γ辐照探测器，其特征在于：其制备方法包括如下步骤：

（1）、用掺硼硅片作为衬底，在其上用MPCVD法生长30um的多晶金刚石，生长完毕后，切成小方块，并打磨；

（2）、在已生长和切割后的多晶金刚石上利用磁控溅射机溅射电极，溅射顺序为先溅射20nm的Cr作为黏附层，再溅射100nm的Au，在真空中400℃下退火，以便形成良好的欧姆接触，至此，金刚石探头1制作完毕；

（3）、选取厚度为300um的电子级单晶金刚石，利用磁控溅射机在上下表面溅射电极，溅射顺序为20nm的Pd、10nm的Ti和150nm的Au，在真空中400℃下退火，金刚石探头2制作完毕；

（4）、金刚石探头（1）制作完毕后，绘制承载模块的电路板，电路板板材选用Rogers4350B，电路板中与金刚石探头相连的部分为圆形金焊盘，与键合金线相连的部分为方形金焊盘，将金刚石探头的下表面用导电银胶和电路板上的圆形金焊盘粘起来；

（5）、待导电银胶固定之后，分别对金刚石探头1和金刚石探头2采用金线键合工艺，金线键合是为了将金刚石探头中的上电极引出，进而与放大模块的输入相连，金线其中一端接金刚石探头的上表面电极，另一端接电路板中方形金焊盘；

（6）、放大模块（2）设计为低输入噪声的宽带放大器,具体参数为2G、40dB；

（7）、A/D转化模块（3）选用12位的数模转化，确保数据的精度；

（8）、数据存储模块（4）：电路中安置两块DDR，分别用来存储金刚石探头1和金刚石探头2的采集到的数据；

（9）、FPGA（5）：FPGA选用xilinx kintex7，对DDR中的数据进行调用与处理；

（10）、上位机（6）：在PC端设计上位机，对采集到的数据进行实时显示以及处理。