高纯锗探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高纯锗探测器，包括高纯锗晶体单元阵列，所述高纯锗晶体单元阵列包括两个或更多个高纯锗晶体单元，其中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元每一个包括位于侧面和/或第一顶表面的部分电极，并且所述两个或更多个高纯锗晶体单元的侧面和/或第一顶表面的电极电连接共同作为高纯锗探测器的第一接触电极；每个高纯锗晶体单元包括位于其内的各自的第二接触电极使得所述高纯锗探测器包括两个或更多个第二接触电极。

High purity germanium detector

The utility model discloses a high purity germanium detector, including a high pure germanium crystal unit array, which comprises two or more high pure germanium crystals units, wherein the two or more high pure germanium crystal units each include a partial electrode located on the side and / or the first top surface, and the high pure germanium crystal unit. The side of two or more high pure germanium crystal units and / or the electrode electrical connection of the first top surface are used together as the first contact electrodes of the high pure germanium detector; each high pure germanium crystal unit includes the respective second contact electrodes in it so that the high pure germanium detector includes two or more second contact electrodes.

【技术实现步骤摘要】
高纯锗探测器
本技术涉及核探测
，特别涉及高纯锗探测器。
技术介绍
高纯锗探测器是一种利用杂质浓度在109cm-3至1010cm-3范围内的锗单晶制成的半导体探测器，主要用于γ射线和X射线测量。这一类型的探测器具有极高的能量分辨率和相对较高的探测效率，被广泛地应用于环保、核电、生物医学、卫生疾控、军队防化以及科研等多个领域。高纯锗探测器的探测效率一般用相对探测器效率来表示，其定义为：60Co点源放置在探测器端面正上方25cm处，对1.33MeV能量峰，高纯锗探测器计数率与3″×3″NaI(T1)探测器计数率的比值。相对探测器效率的大小主要决定于高纯锗晶体的体积，并且因晶体形状(主要是直径-高度比)的不同而略有差别，在忽略后者的情况下，相对探测效率与高纯锗晶体体积具有如下经验关系：相对探测效率(％)＝体积(cm3)/K，其中K≈4.3。大体积高纯锗晶体单元的生长难度极大，目前国内尚未实现此技术，国际上也仅有少数公司能够提供产品，且价格十分昂贵。在现阶段，高纯锗探测器探测效率的提升，在很大程度上受到了高纯锗晶体制备技术的限制。
技术实现思路
根据本技术的一方面，本技术的实施例提供一种高纯锗探测器，包括高纯锗晶体单元阵列，所述高纯锗晶体单元阵列包括两个或更多个高纯锗晶体单元，其中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元每一个包括位于侧面和/或第一顶表面的部分电极，并且所述两个或更多个高纯锗晶体单元的侧面和/或第一顶表面的电极电连接共同作为高纯锗探测器的第一接触电极；每个高纯锗晶体单元包括位于其内的各自的第二接触电极使得所述高纯锗探测器包括两个或更多个第二接触电极，在一个实施例中，高纯锗探测器还包括第一电极和第二电极，第一电极连接第一接触电极，第二电极分别在每个高纯锗晶体单元的第二顶表面处连接所述两个或更多个第二接触电极，每个高纯锗晶体单元的第二顶表面与第一顶表面相对。在一个实施例中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元配置成能够在相同偏压下工作。在一个实施例中，高纯锗探测器还包括：两个或更多个电荷灵敏前置放大器，每一个电荷灵敏前置放大器配置成读取和转换一个相应的高纯锗晶体单元产生的电荷信号；以及多通道数字多道谱仪，配置成对从每个电荷灵敏前置放大器输入的电压信号滤波成型，提取幅度信息并获取所述输入的电压信号的道址h同时记录其输入的通道的编号i，以便得出所述两个或更多个高纯锗晶体单元的信号的合成谱。在一个实施例中，多通道数字多道谱仪包括修正系数标定模块，所述修正系数标定模块针对与每个高纯锗晶体单元对应的每个输入通道i分别成谱，并自动寻峰获得峰位道址Pij，然后以第一通道为基准，分别针对每个通道i，用公式P1＝ai*Pi+bi拟合数据点(Pij，P1j)(j＝1，2，...，k)，获得拟合参数[ai，bi]作为通道i的道址修正系数，其中i是正整数，第一通道为任一通道，j＝1，2，...，k，k为峰数目，且k≥2。在一个实施例中，多通道数字多道谱仪包括整体谱生成模块，所述整体谱生成模块根据每个信号的输入通道编号i调取与之对应的道址修正参数[ai，bi]，将道址h修正为h’＝ai*h+bi，按h’累加计数，实时显示所述两个或更多个高纯锗晶体单元的合成谱。在一个实施例中，在每次测量之初，选择至少两条单能射线作为入射源。在一个实施例中，每一个电荷灵敏前置放大器的反馈方式采用电阻反馈、晶体管反馈或光脉冲反馈。在一个实施例中，在第一电极施加第一电压，对于P型高纯锗晶体阵列第一电压配置成正高压，对于N型高纯锗晶体阵列第一电压配置成负高压；第二电极连接电荷灵敏前置放大器，电荷灵敏前置放大器的输入电平即作为第二电压施加到第二电极上。在一个实施例中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元通过盒固定在一起。在一个实施例中，所述盒由导电材料构成。在一个实施例中，由所述两个或更多个高纯锗晶体单元构成的高纯锗探测器具有对称的或规则的形状。在一个实施例中，所述高纯锗晶体单元阵列包括三个高纯锗晶体单元，每个高纯锗晶体单元包括120度角部，每个高纯锗晶体单元的120度角部具有两个角部侧面；其中，三个高纯锗晶体单元的三个120度角部的顶点接触，三个高纯锗晶体单元的120度角部的角部侧面与相邻的高纯锗晶体单元的120度角部的角部侧面相互抵靠。在一个实施例中，所述高纯锗晶体单元阵列包括4个高纯锗晶体单元，其中两个高纯锗晶体包括120度角的角部，另外两个高纯锗晶体包括两个120度角的角部，从而使得四个高纯锗晶体的角部的侧面相互抵接。在一个实施例中，所述高纯锗晶体单元阵列包括7个高纯锗晶体单元，中心位置的高纯锗晶体单元具有正六边形形状，其他六个高纯锗晶体包括两个120度的角度，对称分布在中心高纯锗晶体单元周围。附图说明图1示出本技术的一个实施例的高纯锗探测器的高纯锗晶体单元阵列的结构示意图；图2示出本技术实施例的高纯锗探测器的一个高纯锗晶体单元的结构及尺寸示意图；图3示出本技术实施例的高纯锗探测器的系统框图；图4示出本技术一个实施例的高纯锗探测器的高纯锗晶体单元阵列的结构示意图；图5示出本技术一个实施例的高纯锗探测器的高纯锗晶体单元阵列的结构示意图。具体实施方式尽管本技术容许各种修改和可替换的形式，但是它的具体的实施例通过例子的方式在附图中示出，并且将详细地在本文中描述。然而，应该理解，随附的附图和详细的描述不是为了将本技术限制到公开的具体形式，而是相反，是为了覆盖落入由随附的权利要求限定的本技术的精神和范围中的所有的修改、等同形式和替换形式。附图是为了示意，因而不是按比例地绘制的。在本说明书中使用了“第一”、“第二”等术语，并不是为了排序或者表示重要性或主次关系，而是用于区分不同的部件。本说明书中“顶侧”和“底侧”是相对于一般情况下，物体正立的上侧和下侧的方位。下面根据附图说明根据本技术的多个实施例。本技术的实施例提供一种高纯锗探测器100，包括高纯锗晶体单元阵列，所述高纯锗晶体单元阵列包括两个或更多个高纯锗晶体单元101，其中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元101每一个包括位于侧面101c和/或第一顶表面101a的电极材料，并且所述两个或更多个高纯锗晶体单元101的侧面101c和/或第一顶表面101a的电极材料电连接而共同作为高纯锗探测器的第一接触电极；每个高纯锗晶体单元101包括位于其内的各自的第二接触电极使得所述高纯锗探测器包括两个或更多个第二接触电极。此处，电极材料可以是多种材料，该材料能够与高纯锗晶体形成PN结，或者能够阻止高纯锗晶体形成阻塞接触(blockingcontact)。使用材料形成接触电极一般是在高纯锗晶体上蒸镀锂或溅射磷离子而形成，也可以是其他沉积工艺。本领域技术人员可以使用高纯锗探测器已有的工艺制作。所述高纯锗探测器还包括第一电极和第二电极，第一电极连接第一接触电极，第二电极分别在每个高纯锗晶体单元101的第二顶表面101b处连接所述两个或更多个第二接触电极，每个高纯锗晶体单元101的第二顶表面101b与第一顶表面101a相对。在测量射线的时候，在第一电极施加第一电压，第一电压根据高纯锗晶体阵列是P型或N型，相应地配置成正高压或负高压。第二电极连接电荷灵敏前置放大器，电荷灵敏前置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纯锗探测器，包括高纯锗晶体单元阵列，所述高纯锗晶体单元阵列包括两个或更多个高纯锗晶体单元，其中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元每一个包括位于侧面和/或第一顶表面的部分电极，并且所述两个或更多个高纯锗晶体单元的侧面和/或第一顶表面的电极电连接共同作为高纯锗探测器的第一接触电极；每个高纯锗晶体单元包括位于其内的各自的第二接触电极使得所述高纯锗探测器包括两个或更多个第二接触电极。

【技术特征摘要】
1.一种高纯锗探测器，包括高纯锗晶体单元阵列，所述高纯锗晶体单元阵列包括两个或更多个高纯锗晶体单元，其中，所述两个或更多个高纯锗晶体单元每一个包括位于侧面和/或第一顶表面的部分电极，并且所述两个或更多个高纯锗晶体单元的侧面和/或第一顶表面的电极电连接共同作为高纯锗探测器的第一接触电极；每个高纯锗晶体单元包括位于其内的各自的第二接触电极使得所述高纯锗探测器包括两个或更多个第二接触电极。2.如权利要求1所述的高纯锗探测器，还包括第一电极和第二电极，第一电极连接第一接触电极，第二电极分别在每个高纯锗晶体单元的第二顶表面处连接所述两个或更多个第二接触电极，每个高纯锗晶体单元的第二顶表面与第一顶表面相对。3.如权利要求1所述的高纯锗探测器，其中所述两个或更多个高纯锗晶体单元配置成能够在相同偏压下工作。4.如权利要求1所述的高纯锗探测器，还包括：两个或更多个电荷灵敏前置放大器，每一个电荷灵敏前置放大器配置成读取和转换一个相应的高纯锗晶体单元产生的电荷信号；以及多通道数字多道谱仪，配置成对从每个电荷灵敏前置放大器输入的电压信号滤波成型，提取幅度信息并获取所述输入的电压信号的道址h同时记录其输入的通道的编号i，以便得出所述两个或更多个高纯锗晶体单元的信号的合成谱。5.如权利要求4所述的高纯锗探测器，其中多通道数字多道谱仪包括修正系数标定模块，所述修正系数标定模块针对与每个高纯锗晶体单元对应的每个输入通道i分别成谱，并自动寻峰获得峰位道址Pij，然后以第一通道为基准，分别针对每个通道i，用公式P1＝ai*Pi+bi拟合数据点(Pij，P1j)(j＝1，2，...，k)，获得拟合参数[ai，bi]作为通道i的道址修正系数，其中i是正整数，第一通道为任一通道，j＝1，2，...，k，k为峰数目，且k≥2。6.如权利要求5所述的高纯锗探测器，其中多通道数字多道谱仪包括整体谱生成模块，所述整体谱生成模块根据每个信号的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉兰，李红，常建平，张智，李荐民，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11