[发明专利]实现硅基场漂移探测器电势均匀分布的互联结构

说明书

本发明涉及硅基场漂移探测器的结构，特别涉及实现硅基场漂移探测器电势均匀分布的互联结构，所述互联结构由N个P型注入形成的同心电极圆环，相邻两个同心电极圆环之间通过连接电阻连接形成，连接电阻为P型的沟道电阻，互联的N个P型注入形成的同心电极圆环通过芯片级金属顶层布线，将最内层的同心电极圆环和最外层的同心电极圆环引出，并将这两个同心电极圆环连线的引出端口以压焊PAD的方式，通过键合引线与环形硅基场漂移探测器外部的管壳连接；本发明中的互联结构，可实现场漂移探测器结构简单、驱动简单、引出端和电压配置的个数少、各电极环电压自动分布、有效探测面积不受引出端口数限制、快速高效探测的目标。

技术领域

本发明涉及硅基场漂移探测器的结构，特别涉及实现硅基场漂移探测器电势均匀分布的互联结构。

背景技术

场漂移探测器SDD(Silicon Drift Detector)是一种高灵敏的X射线探测器，由于高阻硅衬底形成的耗尽层深，可以有效探测能量较高、入射深度较深的X 射线光子，具有能量分辨率高、暗电流低、噪声低等优点。

传统的场漂移探测器SDD以同心圆环、螺旋环等方式呈现。其中同心圆环结构较为普遍，每一个同心圆环为探测器的一个电极，典型宽度20μm～50μm，有效探测面积越大，电极圆环的个数约多。场漂移探测器同一个电极圆环的电压一致，电场由探测器的中心，沿圆形径向方向指向最外环，形成的漂移电场均匀、一致，可以高效的收集X光子信号。但为实现N个同心环电极的电压配置，需将每一个电极环独立引出至管壳亚焊点，并且实现每个电极环独立的驱动供电，这就造成了连接结构复杂、驱动复杂、难以实现大探测面积的缺点。

传统螺旋环结构的场漂移探测器，引出端口一般为3～4个，相比同心圆环结构有一定改进。但螺旋环结构，探测靶面上螺旋形电极的任何两点位置相距中心点的距离均不相同、电压也均不相同，这就造成了探测靶面指向探测器中心的电场分布不均匀，不能高效、快速的收集所探测的X光子信号，造成螺旋环形场漂移探测器的探测性能，较同心环形结构低10％～20％。

发明内容

为了简化硅基场漂移探测器的引线结构、降低驱动复杂性、提高探测性能，本发明提出了实现硅基场漂移探测器电势均匀分布的互联结构，包括N个P型注入形成的同心电极圆环，相邻两个同心电极圆环之间通过连接电阻连接，形成互联结构。

进一步的，一个互联电阻从圆心向外呈一字型互联从内到外的N个同心电极圆环。

进一步的，互联电阻的数量大于等于2，且均匀地分布在同心电极圆环上。

进一步的，连接电阻完全填充在相邻两个同心电极圆环之间。

进一步的，连接电阻为P型的沟道电阻。

进一步的，P型互联电阻的阻值为100kΩ到5000kΩ，P型互联电阻的离子注入剂量从1×10^-11cm^-2到1×10^-13cm^-2。

进一步的，互联的N个P型注入形成的同心电极圆环通过芯片级金属顶层布线，将最内层的同心电极圆环和最外层的同心电极圆环引出，并将这两个同心电极圆环连线的引出端口以压焊PAD的方式，通过键合引线与环形硅基场漂移探测器外部的管壳连接。

本发明中的互联结构，可实现场漂移探测器结构简单、驱动简单、引出端和电压配置的个数少、各电极环电压自动分布、有效探测面积不受引出端口数限制、快速高效探测的目标。

附图说明

图1为传统同心圆环结构的电场漂移探测器示意图；

图2为传统同心螺旋结构的电场漂移探测器示意图；

图3为本发明中，可实现硅基场漂移探测器电势均匀分布的互联结构；