大面积金硅面垒型核辐射探测器制备工艺及其性能研究

发布时间：2021-08-15 12:26

　　随着核科学技术和核物理实验的研究日趋深入,核科学技术研究和公共安全都对核辐射探测技术提出了更高的要求,核辐射探测器在生活中已经成为了不可缺少的一份子。金硅面垒型核辐射探测器具有结构简单、窗薄、线性响应好、成品率高,操作方便等优点,在核辐射领域得到了广泛的应用。金硅面垒型核辐射探测器很早就是科研人员所研究的重点对象,由于这种类型的核辐射探测器具有诸多方面的优势,所以国内外早在70年代就存在它的研究资料。但经过整理后发现,之前国内外所研究的探测器,具有面积较小、漏电流偏大、制作和测试工艺都偏老化的缺点,同时,对于改变温度对电学特性的影响也鲜有涉及,并且没有较为系统完善的总结。所以基于已知的研究成果,深入研究大面积金硅面垒型核辐射探测器的性能与器件制备工艺很有必要。本文完成了金硅面垒型核辐射探测器的制备与封装,并对其性能进行了测试分析。主要工作如下:1.实验研究出了利用纯机械手段切割硅片的方法,既可以在实验条件相对简单的环境下制备出,又可以保证探测器器件的优秀性。2.根据实验条件,基于微电子工艺,制备了直径为22mm和26mm两种面积较大的探测器器件。3.自主设计了一种便于测试以及保存运输的... 

【文章来源】：东华理工大学江西省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 核辐射探测器的概述
        1.1.1 径迹探测器
        1.1.2 气体探测器
        1.1.3 闪烁体探测器
        1.1.4 半导体探测器
    1.2 硅核辐射探测器的概述
        1.2.1 硅漂移探测器
        1.2.2 P-N结型探测器
        1.2.3 金硅面垒型核辐射探测器
    1.3 主要工作内容及章节安排
第2章 金硅面垒核辐射探测器性能指标及结构设计
    2.1 金硅面垒型核辐射探测器理论基础
        2.1.1 金硅面垒型核辐射探测器工作原理
        2.1.2 金硅面垒型核辐射探测器的电流电压特性
        2.1.3 金硅面垒型核辐射探测器的电容电压特性
    2.2 金硅面垒型核辐射探测器特性参数
        2.2.1 灵敏区
        2.2.2 噪声、能量分辨率
        2.2.3 输出脉冲幅度、能量线性
        2.2.4 温度特性、辐照损伤
        2.2.5 时间特性
    2.3 金硅面垒型核辐射探测器材料的选择
    2.4 金硅面垒型核辐射探测器结构设计
    2.5 本章小结
第3章 金硅面垒型核辐射探测器制备工艺
    3.1 金硅面垒型核辐射探测器关键工艺
        3.1.1 机械手段切割硅片
    3.2 初步工艺流程
        3.2.1 硅片衬底清洗
        3.2.2 欧姆接触电极工艺
        3.2.3 肖特基接触电极工艺
        3.2.4 退火
    3.3 器件后续改进
        3.3.1 边缘短路问题
    3.4 改进后工艺
    3.5 器件封装工艺
    3.6 本章小结
第4章 金硅面垒型核辐射探测器性能测试
    4.1 金硅面垒型核辐射探测器电学性能测试系统
    4.2 金硅面垒型核辐射探测器电学测试
        4.2.1 金硅面垒型核辐射探测器电流电压特性测试
        4.2.2 金硅面垒型核辐射探测器电容电压特性测试
        4.2.3 金硅面垒型核辐射探测器电学特性与温度的关系
    4.3 金硅面垒型核辐射探测器核电子学测试
        4.3.1 金硅面垒型核辐射探测器核电子学性能测试系统
        4.3.2 α粒子响应
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 未来展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种计算平面机构自由度的新方法[J]. 郭卫东,于靖军.  机械工程学报. 2013(07)
[2]金硅面垒型半导体探测器在α能谱测量中的应用研究[J]. 丁卫撑,王义,王敏,黄洪全.  核电子学与探测技术. 2012(07)
[3]6LiF夹心谱仪探头用金硅面垒探测器性能测定[J]. 蒋勇,李俊杰,郑春,肖建国.  核动力工程. 2008(05)
[4]偏置电压对Si-PIN探测器的性能影响[J]. 曹学蕾,王焕玉,张承模,陈勇,杨家伟,梁晓华,汪锦州,高旻,张家宇,马国峰.  核电子学与探测技术. 2006(06)
[5]液体闪烁计数器进展简述[J]. 卞正柱,张珏,张金卫.  核电子学与探测技术. 2006(04)
[6]光刻工艺中缺陷来源的分析[J]. 邓涛,李平,邓光华.  半导体光电. 2005(03)
[7]室温半导体核辐射探测器新材料及其器件研究[J]. 朱世富,赵北君,王瑞林,高德友,韦永林.  人工晶体学报. 2004(01)
[8]新型半导体探测器发展和应用[J]. 孟祥承.  核电子学与探测技术. 2004(01)
[9]高灵敏大面积硅PIN探测器阵列[J]. 欧阳晓平,王义,曹锦云,李真富.  核电子学与探测技术. 2000(05)
[10]肖特基势垒和欧姆接触[J]. 孟庆忠.  烟台师范学院学报(自然科学版). 2000(02)



本文编号：3344557