[发明专利]一种漂移探测器的制备方法及漂移探测器

说明书

本发明提供一种漂移探测器的制备方法，包括，在衬底的两面分别形成第一掩蔽层和第二掩蔽层，选择性去除第一掩蔽层和第二掩蔽层以形成第一隔离区和第二隔离区，对第一隔离区进行离子掺杂形成第一掺杂隔离区，在第一掺杂隔离区和第二隔离区表面分别形成第一隔离层和第二隔离层，去除第一掩蔽层以形成阳极区和漂移环区，去除第二掩蔽层以形成收集区；对阳极区、漂移环区和收集区分别进行离子掺杂并退火；在阳极区、漂移环区和收集区形成介质层及接触孔；在接触孔中形成金属引线。本发明通过设计第一掺杂隔离区与漂移环区之间不同的掺杂类型，避免漂移环区之间的漏电，实现高击穿电压和低暗电流。本发明还提供一种应用上述制备方法得到的漂移探测器。

技术领域

本发明属于半导体探测器领域，尤其涉及一种漂移探测器的制备方法及漂移探测器。

背景技术

硅漂移探测器是在高纯N型硅片的射线入射面制备一个大面积均匀的PN突变结，在射线入射面相对的另外一面的中央制备一个点状的N型阳极，在N型阳极的周围是许多同心的P型漂移电极。工作时，在硅漂移探测器两面的PN结上施加反向电压，从而在硅漂移探测器体内产生一个势阱。在P型漂移电极上加一个电位差后，会在硅漂移探测器内产生一个横向电场，横向电场将使势阱弯曲从而迫使入射面辐射产生的电子在电场作用下先向N型阳极漂移，到达N型阳极附近产生信号。硅漂移探测器侧向PN结的结构，使得其电容很小，同时它的漏电流也较小，所以可以低噪声、快速地输出电子信号。鉴于硅漂移探测器的以上优点，被广泛应用于医学成像、X射线能谱、国家安全、天体物理以及高能核物理等领域。

由于现有硅漂移探测器的制作工艺和流程比一般的半导体器件要复杂很多，尤其是对于常规的只有单面光刻工艺的半导体厂制作难度较大。在现有硅漂移探测器制备工艺中，通常是在衬底上先生长隔离层再刻蚀出阳极区、漂移环区和收集区，这种刻蚀工艺会对阳极区、漂移环区和收集区造成损伤，导致器件性能的下降。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种高击穿电压和低暗电流的漂移探测器的制备方法及漂移探测器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种漂移探测器的制备方法，包括：提供半导体衬底，在半导体衬底的正面形成第一掩蔽层，在半导体衬底的背面形成第二掩蔽层，选择性去除第一掩蔽层以形成第一隔离区，选择性去除第二掩蔽层以形成第二隔离区；对第一隔离区进行离子掺杂形成第一掺杂隔离区，在第一掺杂隔离区表面形成第一隔离层，在第二隔离区表面形成第二隔离层；去除第一掩蔽层，在第一掺杂隔离区的间隔中形成阳极区和漂移环区，去除第二掩蔽层，在第二隔离区的间隔中形成收集区；其中，阳极区位于半导体衬底的正面中心处；漂移环区以半导体衬底的正面中心为中心环绕在阳极区的外周；收集区位于半导体衬底的背面中心处，且覆盖第二隔离区的间隔；或者，在半导体衬底的正面形成第二掩蔽层，在半导体衬底的背面形成第一掩蔽层，选择性去除第二掩蔽层以形成第二隔离区，选择性去除第一掩蔽层以形成第一隔离区；对第一隔离区进行离子掺杂形成第一掺杂隔离区，在第一掺杂隔离区表面形成第一隔离层，在第二隔离区表面形成第二隔离层；去除第一掩蔽层，在第一掺杂隔离区的间隔中形成阳极区和漂移环区，去除第二掩蔽层，在第二隔离区的间隔中形成收集区；其中，阳极区位于半导体衬底的背面中心处；漂移环区以半导体衬底的背面中心为中心环绕在阳极区的外周；收集区位于半导体衬底的正面中心处，且覆盖第二隔离区的间隔；对阳极区、漂移环区和收集区分别进行离子掺杂，其中，阳极区的离子掺杂类型与第一掺杂隔离区的离子掺杂类型相同，漂移环区和收集区的离子掺杂类型与阳极区的离子掺杂类型相反；对半导体衬底进行退火处理；在阳极区、漂移环区和收集区的表面形成介质层；在介质层上形成沿半导体衬底厚度方向贯穿介质层的接触孔，填充接触孔以形成金属引线。

优选地，还包括：在形成第一掩蔽层和第二掩蔽层之前，在半导体衬底的正面和背面形成氧化层。