[发明专利]一种扇形交替式硅像素探测器

说明书

本发明公开了一种扇形交替式硅像素探测器，包括n型硅基底，n型硅基底为圆柱体结构，其下表面设置有N+入射面，其上表面设置有P+收集面；P+收集面由p+型中心像素单元和等间隔设置在p+型中心像素单元径向上的多个间隔相等的扇形区域组成，p+型中心像素单元位于P+收集面的中心位置，每个扇形区域由多个从内向外交替设置的p+型像素单元A和p+型像素单元B组成，所有扇形区域的同一位置处的p+型像素单元A和p+型像素单元B等间隔交替设置形成一个p+型像素环，共形成多个同心的p+型像素环，且p+型像素环的数量与每个扇形区域包含的p+型像素单元A和p+型像素单元B的总数相等，制备工艺简单、成品率高、成本低。

技术领域

本发明属于辐射探测技术领域，涉及一种扇形交替式硅像素探测器。

背景技术

半导体探测器具有以下优点：(1)很高的能量分辨率，比气体探测器大约高一个数量级，比闪烁计数器高更多。因为在半导体中电离产生一对电子－空穴对只需要3eV左右的能量，能量相同的带电粒子在半导体中产生的电子－空穴对数比在气体中产生的离子对数高一个数量级以上；(2)很宽的能量响应线性范围，半导体的平均电离功与入射粒子的能量和种类以及探测器的类型无关；(3)ns量级的响应时间；(4)体积小；(5)很好的位置分辨率，高于1.4μm，因而广泛应用于高能物理等领域。

新型的半导体探测器的飞速发展和应用促进了高能物理的发展，其中硅微条探测器、像素探测器和CCD的发展是半导体探测器新发展的突出代表。近十几年来，世界各大高能物理实验室几乎都采用SMD(Surface Mounted Devices，表面贴装器件)作为顶点探测器，而且还推动了天体物理、宇宙线物理、核医学数字影像技术等领域的发展。在核医学领域的CT和其它数字化图像方面的应用研究，也有了很多新的进展。但早期由于技术的限制，只能做低分辨率的单边读出的硅微条探测器。随着技术水平的提高，采用了新的技术工艺，研制出了双边读出的硅微条探测器，具有两维的位置测试能力。同时，像素探测器也有了很大的发展，每一个像素都连接它自己的读出电子学，在每单位面积上需要大量的电子学路数，具有非常好的位置分辨率，对于高多重性、高事例率的实验是非常有用的。像素探测器与双边读出的硅微条探测器及硅漂移室比较，它的先进性在于它只用单边的技术工艺而提供了两维的高位置分辨率。硅探测器是半导体探测器的一种，具有很好的能量分辨率，两维的位置分辨可以通过双边读出的硅微条探测器和像素探测器实现，但是均存在以下缺点：双边读出的硅微条探测器需要通过先进的技术工艺在硅片两面制作读出条，使读出条相交成一定角度而具有位置的测试能力；其次，为解决欧姆边微条之间的短路问题，需要复杂的设计及技术工艺，使得制造成本高、成品率低。

像素探测器的每个小室都连接有自己的读出电路，具有很好的位置测试能力，可通过双层金属技术或者倒装片技术连接每个小室和它对应的电子学。但是，无论是哪种技术都需要大量的读出通道，从而提高了读出通道的制备工艺难度造成成品率低、成本高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种扇形交替式硅像素探测器，以解决现有具备二维位置分辨能力的硅探测器的制备工艺复杂、成品率低、成本高的问题。

本发明实施例所采用的技术方案是，一种扇形交替式硅像素探测器，包括n型硅基底，n型硅基底为圆柱体结构，其下表面设置有N+入射面，其上表面设置有P+收集面；

所述P+收集面由p+型中心像素单元和等间隔设置在p+型中心像素单元径向上的多个间隔相等的扇形区域组成，p+型中心像素单元位于P+收集面的中心位置，每个扇形区域由多个从内向外交替设置的p+型像素单元A和p+型像素单元B组成，且所有扇形区域的同一位置处的p+型像素单元A和p+型像素单元B等间隔交替设置形成一个p+型像素环，所有扇形区域共形成多个同心的p+型像素环，且p+型像素环的数量与每个扇形区域包含的p+型像素单元A和p+型像素单元B的总数相等。

进一步的，所述多个扇形区域对应的圆心角均相同。