[实用新型]一种填充6

说明书

一种填充⁶LiF的半绝缘GaAs微沟槽中子探测器，该探测器包括半绝缘GaAs衬底、SiO₂钝化层、微沟槽、正面肖特基金属电极及背面欧姆金属电极，并在微沟槽内填充⁶LiF中子转换材料，中子入射面为正面。本实用新型在半绝缘GaAs衬底表面刻蚀微沟槽，有效增加中子转换材料及转换材料与半导体材料的接触面积，当中子照射⁶LiF后发生核反应产生α粒子，α粒子进入半绝缘GaAs衬底电离GaAs产生电子‑空穴对，在外加偏压产生的电场作用下电子‑空穴分别向两端定向运动，进而增加电子‑空穴对的收集效率，有效提高中子探测器的探测效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体辐射探测装置技术领域，尤其涉及一种填充⁶LiF的半绝缘GaAs微沟槽中子探测器。

背景技术

半导体中子探测器是中子探测的一种重要工具，在替代³He正比计数管在中子探测领域的作用有着重要的研究价值。半导体中子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也得到了广泛应用。2000年，D.S.McGregor,S.M.Vernon等人研制了硼-10涂层高纯度外延GaAs热中子探测器。2012年，俄罗斯国家科学院使用外延生长的方法制备了GaAs材料的肖特基粒子探测器。但上述探测器在一定程度上均存在中子探测效率低的问题。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种填充⁶LiF的半绝缘GaAs微沟槽中子探测器，以解决上述背景技术中的问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种填充⁶LiF的半绝缘GaAs微沟槽中子探测器，包括半绝缘GaAs衬底、SiO₂钝化层、微沟槽、正面肖特基金属电极、背面欧姆金属电极及⁶LiF中子转换材料，其中，所述半绝缘GaAs衬底上沉积有SiO₂钝化层，所述沉积有SiO₂钝化层的半绝缘GaAs衬底上刻蚀有呈周期性布置的微沟槽，所述⁶LiF中子转换材料填充至微沟槽中以形成中子转换层；同时在半绝缘GaAs衬底正面利用电子束或热蒸发工艺在正面肖特基区域沉积Ti/Pt/Au以形成正面肖特基金属电极，在半绝缘GaAs衬底背面利用电子束或热蒸发工艺沉积Mg/Au以形成背面欧姆金属电极，所述中子从半绝缘GaAs衬底正面入射。

在本实用新型中，所述半绝缘GaAs衬底的电子迁移率大于3500cm²/v.s，且1E8Ω·cm＜半绝缘GaAs衬底电阻率＜2.2E8Ω·cm，衬底厚度为340 ～360μm。

在本实用新型中，所述SiO₂钝化层厚度为500～1000nm。

在本实用新型中，所述微沟槽宽度为15～30μm，深度为5～30μm，且相邻槽壁间距为15～30μm。

在本实用新型中，所述正面肖特基金属电极中Ti厚度为10～30nm，Pt厚度为20～60nm，Au厚度为60～70nm。

在本实用新型中，所述背面欧姆金属电极中Mg厚度为40～60nm，Au厚度为60～80nm。