[实用新型]一种室温下工作的GaN核辐射探测器

说明书

本实用新型公开一种室温下工作的GaN核辐射探测器，该探测器包括本征GaN衬底、SiO₂钝化层、正面肖特基金属电极、等电位隔离环、背面欧姆金属电极；本征GaN衬底表面设有SiO₂钝化层和正面肖特基金属电极，SiO₂钝化层在本征GaN衬底表面的外缘，正面肖特基金属电极分为内圆和圆环，内圆和圆环之间是等电位隔离环，GaN衬底背面设有背面欧姆金属电极。本实用新型专利的优点在于：该探测器是将高电阻率和肖特基的双重特性结合在一起，即实现了大的耗尽区宽度又具有一定的势垒高度；利用SiO₂作为钝化层和等电位隔离环，降低了器件的漏电流，提高探测器的性能。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体辐射探测技术领域，特别是一种宽禁带、大位阈能的室温下工作的半导体GaN探测器，该探测器将是未来耐高温和耐辐照探测器的发展趋势。

背景技术

半导体核辐射探测器具有能量分辨率高、体积小、时间分辨本领好、响应时间快、脉冲上升时间短等优点，在核物理实验研究和便携式仪器方面得到了广泛应用。但是，早期的第一代核辐射探测器如Si或Ge由于其禁带宽度小，只能在低于室温下工作，特别是高性能半导体核辐射探测器，必须在更低的温度下工作，如硅SDD探测器。GaN作为第三代宽禁带半导体，在耐高温和耐辐照方面具有明显优势。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有半导体核辐射探测器存在的不足，提供一种室温下工作的GaN核辐射探测器。

本实用新型的技术方案为：一种室温下工作的GaN核辐射探测器，该探测器包括本征GaN衬底、SiO₂钝化层、正面肖特基金属电极、等电位隔离环、背面欧姆金属电极；本征GaN衬底表面设有SiO₂钝化层和正面肖特基金属电极，SiO₂钝化层在本征GaN衬底表面的外缘，正面肖特基金属电极分为内圆和圆环，内圆和圆环之间是等电位隔离环，GaN衬底背面设有背面欧姆金属电极。

本征GaN衬底的载流子浓度小于10¹⁴/cm³。

正面肖特基金属电极为Ni/Au，总厚度小于100nm。

背面金属电极为Ti/Al/Ni/Au。

SiO₂钝化层的厚度大于200nm。

正面肖特基金属电极分为内圆和圆环，内圆和圆环之间设有等电位隔离环，等电位隔离环的尺寸小于20μm，金属电极之间通过超声波金丝球焊机将其连接，而后接于高电位。

本实用新型的优点在于：一是利用GaN的耐辐照和耐高温特性，使其能够在室温下工作的一种半导体核辐射探测器；二是，该探测器是将高电阻率和肖特基的双重特性结合在一起，即实现了大的耗尽区宽度又具有一定的势垒高度；三是利用SiO₂钝化层和等电位隔离环，降低了器件的漏电流，提高探测器的性能。本实用发明制备的探测器具有工艺简单、漏电流低、能量分辨率高和器件性能稳定等优点，促进了核辐射探测器性能的提高。该探测器在中子测井、航空航天、核电站等领域有重要的应用价值。

附图说明

图1是本实用新型的系统框架图；

图2是本实用新型的俯视图。

图中：1-本征GaN衬底，2- SiO₂钝化层，3-正面肖特基金属电极，4-背面欧姆金属电极，5-等电位隔离环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1：参见图1。