一种消除极化效应的金刚石中子探测器的制备方法技术

本发明专利技术公开一种消除极化效应的金刚石中子探测器的制备方法，包含以下步骤：将金刚石体材料进行化学清洗和等离子表面处理；在金刚石体材料正表面生长氮化硅钝化层；利用高真空设备在金刚石正表面和背表面分别制备欧姆接触电极和极化电极，背面极化电极必须在金刚石背面的正中心位置；在金刚石正表面的欧姆接触电极和极化电极之间是氮化硅钝化隔离层；将极化电极接到直流小电压电源的两端；将欧姆接触电极接到高压电源两端。本发明专利技术制备的消除极化效应的金刚石中子探测器的制备方法，具有高的电荷收集效率、中子探测效率和计数率等优点，在高能量粒子探测、散裂中子源、核反应堆等场合的快中子探测中具有重要的应用价值。合的快中子探测中具有重要的应用价值。合的快中子探测中具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种消除极化效应的金刚石中子探测器的制备方法


[0001]本专利技术涉及中子探测
，尤其是金刚石中子探测器的极化效应解决方法。

技术介绍

[0002]在新型的半导体材料中，金刚石是一种宽禁带直接带隙半导体材料，具有许多优异特性，如大的禁带宽度、高的电子空穴迁移率、极高的电阻率、低的介电常数、高的热导率以及优越的抗辐射性能。随着化学气相沉积技术(Chemical Vapor Deposition,CVD)的发展，CVD金刚石已获得了巨大成功，人工合成金刚石的方法和手段克服了其高昂的价格因素，比天然金刚石具有更高的晶体质量，推动了金刚石探测器在大型加速器的高能粒子探测、应用辐射学等的研究。利用CVD金刚石制备的中子探测器，因其耐辐照、n/γ比高、能量分辨率高、时间响应快等优点，又因中子与金刚石直接发生核反应，即核物理里的(n,p)核反应，属于直接探测，应用于中子束流监测时，可以实时测量中子束流的通量和能量。金刚石晶体在CVD生长时，由于外延生长材料与基底材料的不匹配或者晶格中的某些杂质的存在，在晶体中形成陷阱(能级较浅)或复合中心(能级较深)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除极化效应的金刚石中子探测器的制备方法，其步骤：(1)将金刚石体材料先放入600℃的氮气石英炉里烘烤20分钟，取出后放入120℃水浴的HNO3:H2SO4:HClO4＝1:1:1混合液中煮沸40分钟，去除金刚石表面的碳化物；(2)将金刚石体材料利用丙酮、异丙醇、去离子水各超声清洗5分钟，而后利用80℃的热去离子水和常温去离子水间隔冲洗5次，去除金刚石表面有机物的沾污，利用99.99％的高纯氮气吹干；(3)吹干后的金刚石体材料放入等离子体表面处理设备中，进行等离子表面清洗；(4)将等离子体处理后的金刚石体材料放入化学气相沉积设备中，在金刚石体材料的正面和背面完成氮化硅的生长；(5)在含有氮化硅的金刚石体材料的正面和背面分别旋涂负光刻胶，放入双面曝光设备上曝光，利用显影液显影，显影后在含有氮化硅的金刚石体材料的正面和背面形成含有氮化硅和光刻胶的图形；(6)利用湿法腐蚀将(5)中的样品放入BOE或者HF的溶液中，刻蚀出器件的正面欧姆接触电极、正面极化电极、背面欧姆接触电极、背面极化电极的图形；(7)利用高真空镀膜设备在(6)的正面和背面依次分别沉积Cr/Pt/Au复合金属层；(8)将(7)中沉积了Cr/Pt/Au复合金属层的样品放入温度80℃的负胶剥离液里，完成正面欧姆接触电极、正面极化电极、背面欧姆接触电极、背面极化电极的制备；(9)将(8)中的样品放入快速热退火设备中进行退火处理，温度为450℃，退火氛围为氮气，时间600秒，完成金刚石器件的制备；(10)利用超声波金丝球焊机将金刚石器件正面所有的正面极化电极通过直径25μm的金线连接在一起，正面极化电极和背面极化电极分别连接直流小电压电源的正负极，正面欧姆接触电极和背面欧姆接触电极分别连接高压电源的正负极；(11)完成消除极化效应的金刚石中子探测器的制备。2.根据权利要求1所述消除...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志甫，邹继军，甘勇，孙志嘉，修青磊，郭晨鲜，刘艳，张洋，孔国利，王少堂，
申请(专利权)人：东华理工大学散裂中子源科学中心，
类型：发明
国别省市：