【技术实现步骤摘要】
一种氮化镓位置灵敏辐射探测器及其制备方法
本专利技术属于半导体器件制备
,涉及一种基于氮化镓材料的辐射探测器及其制备方法。
技术介绍
以氧化镓为代表的第三代宽禁带半导体材料因其禁带宽度大、击穿场强高、电子饱和漂移速度高、耐腐蚀和抗辐照等突出优点,在高频、高功率、抗辐射等电子器件方面具有重要应用。GaN带隙宽度为3.39eV,可以在室温和更高温度下稳定存在,同时具有出色的化学稳定性。另外,GaN耐辐照能力为Si的10000倍,具有更好的耐辐照特性。GaN的密度为6.2g/cm3,对于相同的探测能区,可以将GaN探测器做得更薄,提高探测器的灵敏性。GaN材料理论内禀能量分辨率(@60keV)也可达到0.643keV。GaN的这些优异特性使得其成为制备耐高温、耐辐照探测器的理想材料。然而,目前还未见到制备基于氮化镓材料的位置灵敏辐射探测器的相关报道。主要原因是:1、高质量氮化镓单晶衬底在最近才得以研制成功,2、辐射源所发出的粒子或者射线具有极高的穿透能力,在半导体中的能量沉积率低,产生的信号极小,传统半导体探测器的结构和参数已经不能作为参考,3、氮化镓是一种新型宽带隙半导体,其材料特性与传统半导体不同,需要利用材料特性进行能够实现位置分辨功能的器件结构创新设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,针对上述制备氮化镓位置灵敏辐射探测器过程中所面临的诸多技术难题,提出一种基于氮化镓单晶衬底的新型辐射探测器及其制备方法,器件的结构如图1所示,包括:上接触电极、图形化p型氮化镓层、绝缘介质保护层、高阻氮化镓探测灵敏区、InGaN插入层、n型氮化镓层、下接触电极、半绝 ...
【技术保护点】
一种氮化镓位置灵敏辐射探测器,其特征在于,所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器以半绝缘氮化镓单晶为衬底,其上依次生长n型氮化镓层、InGaN插入层、高阻氮化镓探测灵敏区、图形化p型氮化镓层和绝缘介质保护层;其中,InGaN插入层的宽度小于n型氮化镓层的宽度,InGaN插入层和高阻氮化镓探测灵敏区的宽度相同;多个图形化p型氮化镓层间隔排布在高阻氮化镓探测灵敏区上,图形化p型氮化镓层上制备上欧姆接触电极,n型氮化镓层上未被覆盖区域制备下欧姆接触电极;图形化p型氮化镓层外部为绝缘介质保护层。
【技术特征摘要】
1.一种氮化镓位置灵敏辐射探测器,其特征在于,所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器以半绝缘氮化镓单晶为衬底,其上依次生长n型氮化镓层、InGaN插入层、高阻氮化镓探测灵敏区、图形化p型氮化镓层和绝缘介质保护层;其中,InGaN插入层的宽度小于n型氮化镓层的宽度,InGaN插入层和高阻氮化镓探测灵敏区的宽度相同;多个图形化p型氮化镓层间隔排布在高阻氮化镓探测灵敏区上,图形化p型氮化镓层上制备上欧姆接触电极,n型氮化镓层上未被覆盖区域制备下欧姆接触电极;图形化p型氮化镓层外部为绝缘介质保护层。2.根据权利要求1所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器,其特征在于,所述的n型氮化镓层的厚度为100nm~10μm。3.根据权利要求2所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器,其特征在于,所述的InGaN插入层的厚度为10nm~5μm。4.根据权利要求3所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器,其特征在于,所述的高阻氮化镓探测灵敏区的厚度为1μm~500μm。5.根据权利要求4所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器,其特征在于,所述的图形化p型氮化镓层的厚度为10nm~10μm;单个图形化p型氮化镓区域的条宽为100nm~100μm,间距范围为100nm~100μm。6.根据权利要求1-5所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器,其特征在于,所述的绝缘介质护层的材料是氧化镓、二氧化硅、氮化铝或氮化硅,其厚度为10nm~100μm。7.一种权利要求1-5所述的氮化镓位置灵敏辐射探测器的制备方法,其特征在于,步骤如下:步骤1:在半绝缘氮...
【专利技术属性】
技术研发人员:夏晓川,崔兴柱,梁红伟,梁晓华,刘雅清,
申请(专利权)人:大连理工大学,中国科学院高能物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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