[实用新型]一种叉指电极GaN alpha粒子探测器

说明书

本实用新型公开了一种叉指电极GaN alpha粒子探测器，包括，叉指电极，Si₃N₄钝化层，p‑GaN层，n‑GaN层，欧姆金属电极；所述叉指电极、Si₃N₄钝化层与所述p‑GaN层连接；所述p‑GaN层通过所述n‑GaN层与所述欧姆金属电极连接；所述叉指电极与Si₃N₄钝化层连接，本实用新型提高了GaN alpha粒子探测器的性能，使得探测器可以在高温和高辐照等极端环境下工作，提高alpha粒子的探测效率。本实用新型公开的alpha粒子探测器的制备简单、探测效率高、能量分辨率高且器件性能稳定，在核辐射探测领域有较大的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体辐射探测技术领域，特别是一种基于叉指电极的GaNalpha粒子探测器。

背景技术

alpha粒子具有较强的电离能，一旦进入人体将严重威胁人体健康，因此需要对环境中alpha粒子进行的监测。半导体alpha粒子探测器具有探测效率高、能量分辨率高、体积小响应时间快等优点，而 GaN作为第三代宽禁带半导体具有明显优势。

GaN作为Ⅲ-Ⅴ氮化物，在外加应力的作用下，晶体的晶格发生形变导致正负电荷中心分离，从而形成偶极矩，而偶极矩的相互叠加则会产生压电极化效应；另外纤锌矿结构和闪锌矿结构的对称性较低，即使没有外加应力的存在，正负电荷中心也不会重合，从而沿着极轴方向产生自发极化效应。自发极化和压电极化两种极化效应会在材料表面激发高密度的极化束缚电荷和强的内建电场，在很大程度上降低了GaN探测器电荷收集效率，从而降低探测器的性能。本实用新型针对现有GaN alpha粒子探测器电荷收集效率低的问题，提出利用叉指电极的方式来降低GaN极化效应对探测器性能的影响。

实用新型内容

基于上述技术问题，本实用新型的目的在于针对现有alpha粒子探测器存在的不足，提供一种叉指电极GaN alpha粒子探测器。

本实用新型提供了一种叉指电极GaN alpha粒子探测器，包括：

叉指电极，Si₃N₄钝化层，p-GaN层，n-GaN层，欧姆金属电极；

所述叉指电极、Si₃N₄钝化层与所述p-GaN层连接；

所述p-GaN层通过所述n-GaN层与所述欧姆金属电极连接；

所述叉指电极与Si₃N₄钝化层连接。

优选地，所述p-GaN层的厚度为200～250μm；

所述Si₃N₄钝化层的厚度200～300nm。

优选地，所述叉指电极的叉指长度为1～5mm，宽度为50～ 250μm，叉指间距为50～250μm。

优选地，所述叉指电极的叉指个数为20～50个。

优选地，所述叉指电极包括第一金属层、第二金属层；

所述第一金属层为Ni金属层，所述第二金属层为Au金属层。

优选地，所述欧姆金属电极包括第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层，

所述第一金属层为Ti金属层，所述第二金属层为Al金属层，所述第三金属层为Ni金属层，所述第四金属层为Au金属层。

本实用新型的积极进步效果在于：