基于漂浮电极的硅像素探测器及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于漂浮电极的硅像素探测器及其设计方法，所述硅像素探测器包括长方体状的硅基体，硅基体顶面中间设有收集阴极，收集阴极外侧的硅基体顶面设有第一漂浮电极环和第二漂浮电极环，收集阴极顶面设有金属铝，收集阴极外侧的硅基体顶面、第一漂浮电极环顶面和第二漂浮电极环顶面设有二氧化硅层，硅基体底面依次设有阳极层和金属铝；所述硅像素探测器内部的电势分布均匀，死区面积小，电荷收集效率和探测效率较高，收集阴极的表面积较小，硅像素探测器的输入电容降低、噪声减小，分辨率较高。

【技术实现步骤摘要】
基于漂浮电极的硅像素探测器及其设计方法
本专利技术属于光电探测器
，涉及一种基于漂浮电极的硅像素探测器及其设计方法。
技术介绍
目前半导体探测器主要用于高能核物理、航空航天、军事、医药、脉冲星导航等
，传统硅像素探测器的单元体积较大，有效电极面积与像素单元的上表面积一致，而有效电极面积较大会相应增大探测单元的输入电容，进而增大探测单元的有效串联噪声、降低信噪比，降低硅像素探测器的能量分辨率，同时探测单元体积较大的传统硅像素探测器不易设计成阵列，位置分辨率较低，响应时间较长。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供一种基于漂浮电极的硅像素探测器，本专利技术的收集阴极面积较小，漏电流、电容较低，信噪比较高，电荷收集效率、能量分辨率和位置分辨率提高，响应时间缩短。本专利技术还提供一种基于漂浮电极的硅像素探测器的设计方法，通过该方法能确定硅像素探测器的基本结构参数及耗尽电压，获得的硅像素探测器内部电势分布均匀，输入电容较小，电荷收集效率和分辨率较好。本专利技术所采用的技术方案是，基于漂浮电极的硅像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于漂浮电极的硅像素探测器，其特征在于，包括长方体状的硅基体(5)，硅基体(5)顶面中间设有正方形的收集阴极(1)，收集阴极(1)周围的硅基体(5)顶面设有第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)，收集阴极(1)、第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)的中心相同，收集阴极(1)顶面设有金属铝(7)，金属铝(7)周围的硅基体(5)顶面、第一漂浮电极环(2)顶面、第二漂浮电极环(3)顶面均设有二氧化硅层(4)，硅基体(5)底面依次设有阳极层(6)和金属铝(7)；/n所述第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)的宽度相同，所述收集阴极(1)与第一漂浮电极环(2)之间、第一漂浮电极环(2)...

【技术特征摘要】
1.基于漂浮电极的硅像素探测器，其特征在于，包括长方体状的硅基体(5)，硅基体(5)顶面中间设有正方形的收集阴极(1)，收集阴极(1)周围的硅基体(5)顶面设有第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)，收集阴极(1)、第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)的中心相同，收集阴极(1)顶面设有金属铝(7)，金属铝(7)周围的硅基体(5)顶面、第一漂浮电极环(2)顶面、第二漂浮电极环(3)顶面均设有二氧化硅层(4)，硅基体(5)底面依次设有阳极层(6)和金属铝(7)；
所述第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)的宽度相同，所述收集阴极(1)与第一漂浮电极环(2)之间、第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)之间的间距相同。


2.根据权利要求1所述的基于漂浮电极的硅像素探测器，其特征在于，所述硅基体(5)的长×宽×高为80μm×80μm×300μm，收集阴极(1)的顶面边长为15μm，第一漂浮电极环(2)与第二漂浮电极环(3)的宽度均为10μm，收集阴极(1)与第一漂浮电极环(2)的间距、第一漂浮电极环(2)与第二漂浮电极环(3)的间距均为5μm。


3.根据权利要求1所述的基于漂浮电极的硅像素探测器，其特征在于，收集阴极(1)、第一漂浮电极环(2)、第二漂浮电极环(3)与阳极层(6)的厚度均为1μm，金属铝(7)和二氧化硅层(4)的厚度均为1μm。


4.根据权利要求1所述的基于漂浮电极的硅像素探测器，其特征在于，所述硅基体(5)为N型超纯高阻硅，收集阴极(1)、第一漂浮电极环(2)和第二漂浮电极环(3)均为P型重掺杂材料，阳极层(6)为N型重掺杂材料。


5.根据权利要求4所述的基于漂浮电极的硅像素探测器，其特征在于，所述硅基体(5)的掺杂浓度为2×1011/cm3，所述收集阴极(1)、第一漂浮电极环(2)、第二漂浮电极环(3)和阳极层(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍朝晟，李正，肖永光，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43