一种双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器及其制备方法。本发明专利技术的探测器以碳化硅单晶(1)为基体，碳化硅单晶(1)碳面注入多个微条形结构的n型碳化硅层(2)，碳化硅单晶(1)硅面设有多个与n型碳化硅层(2)垂直的p型碳化硅结构(3)；每一n型碳化硅层(2)上设置一下电极(4)，碳化硅单晶(1)碳面上设置第一保护环，各下电极(4)之间、各下电极(4)与第一保护环之间以及第一保护环外侧填充有绝缘介质保护层(6)；每一p型碳化硅结构(3)上设置一上电极(5)，在碳化硅单晶(1)硅面上设置第二保护环，各上电极(5)之间、各上电极(5)与第二保护环之间以及第二保护环外侧填充有绝缘介质保护层(6)。护层(6)。护层(6)。

【技术实现步骤摘要】
一种双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体器件制备
，涉及一种基于碳化硅材料的PIN结构的双面微条辐射探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]近十几年来，世界各大高能物理实验室几乎都采用硅微条探测器(SSD,Silicon strip Detector)作为顶点探测器，例如美国的费米实验室的CDF和D0实验，SLAC实验室的B介子工厂的BaBar实验，欧洲核子中心(CERN)LEP正负电子对撞机上的L3、ALEPH、DELPHI、OPAL实验，国际空间站的阿尔法磁谱仪(AMS
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2)实验、我国的暗物质卫星(DAMPER)实验，及规划中的高能宇宙辐射探测设施(HERD)等都选择或将选择硅微条探测器作为径迹探测器。
[0003]硅微条探测器已经取得了成功的应用，但由于硅材料的位移能较小，对辐照损伤比较敏感，在长期辐射作用下或受到强辐射后，其性能指标会有明显的退化；同时由于其带隙宽度较小，器件性能受环境温度因素影响较大，一般需要在室温或者在制冷条件下工作。因此，硅微条探测器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器，其特征在于，以碳化硅单晶(1)为基体，所述碳化硅单晶(1)碳面注入多个微条形结构的n型碳化硅层(2)，所述碳化硅单晶(1)硅面设有多个与所述n型碳化硅层(2)垂直的微条形p型碳化硅结构(3)；每一所述n型碳化硅层(2)上设置一下电极(4)，所述碳化硅单晶(1)碳面上设置用于对所述下电极(4)进行保护的第一保护环，各所述下电极(4)之间、各所述下电极(4)与所述第一保护环之间以及所述第一保护环外侧填充有绝缘介质保护层(6)；每一所述微条形p型碳化硅结构(3)上设置一上电极(5)，在所述碳化硅单晶(1)硅面上设置用于对所述上电极(5)进行保护的第二保护环，各所述上电极(5)之间、各所述上电极(5)与所述第二保护环之间以及所述第二保护环外侧填充有绝缘介质保护层(6)。2.根据权利要求1所述的双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器，其特征在于，所述绝缘介质保护层(6)的材料为氧化镓、二氧化硅、氮化铝或者氮化硅，厚度为10nm～1μm。3.根据权利要求1或2所述的双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器，其特征在于，所述n型碳化硅层(2)的厚度为100nm～100μm；相邻所述n型碳化硅层(2)之间的间距为1μm～5mm。4.根据权利要求1或2所述的双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器，其特征在于，所述微条形p型碳化硅结构(3)的厚度为50nm～100μm；相邻所述微条形p型碳化硅结构(3)之间的间距为1μm～5mm。5.根据权利要求1所述的双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器，其特征在于，所述碳化硅单晶(1)探测灵敏区的厚度为1μm～500μm。6.一种双面碳化硅PIN结构微条辐射探测器制备方法，其步骤包括：1)在碳化硅单晶衬底(1)的硅面制备p型碳化硅层，并在所述p型碳化硅层表面沉积SiO2保护层；2)在所述碳化硅单晶衬底(1)的碳面通过沉积条形图案SiO2粒子注入阻挡层，然后在碳化硅衬底(1)的碳面注入氮离子并激活，形成多个微条形结构的n型碳化硅层(2)；3)在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔兴柱，夏晓川，梁晓华，梁红伟，汪锦州，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：