[发明专利]一种像素型硅漂移探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种像素型硅漂移探测器，其特征在于，由像素单元阵列而成；所述像素单元包括中间收集电极(1)、第一阴极环(2)、第二阴极环(3)、基体(4)和反面入射窗口(5)；所述中间收集电极(1)为阳极，掺杂于基体(4)顶部中心位置；第一阴极环(2)和第二阴极环(3)为阴极，掺杂于基体(4)顶部，第一阴极环(2)和第二阴极环(3)沿相反方向环绕中间收集电极(1)分布；反面入射窗口(5)的电极为阴极，掺杂于基体(4)底部；所述阳极和阴极上面均镀有铝膜；每个像素单元之间的第一阴极环(2)之间相连、第二阴极环(3)之间相连。

2.根据权利要求1所述的一种像素型硅漂移探测器，其特征在于，所述中间收集电极(1)的面积为2500-10000平方微米，厚度为1微米；所述第一阴极环(2)和第二阴极环(3)的宽度为10-50微米，厚度为1微米；所述基体(4)厚度为300-500微米；所述反面入射窗口(5)的厚度为1微米。

3.根据权利要求1所述的一种像素型硅漂移探测器，其特征在于，所述中间收集电极(1)的掺杂元素为硼，掺杂浓度为10¹⁸-10¹⁹cm^-3；所述第一阴极环(2)、第二阴极环(3)、反面入射窗口(5)的掺杂元素为磷，掺杂浓度为10¹⁸-10¹⁹cm^-3；所述基体(4)为n型硅，掺杂浓度为10¹¹-10¹⁴cm^-3。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种像素型硅漂移探测器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：硅晶圆吸杂氧化；

步骤2：第一阴极环(2)、第二阴极环(3)和反面入射窗口(5)的离子注入刻蚀；

步骤3：第一阴极环(2)、第二阴极环(3)和反面入射窗口(5)的p⁺型离子注入；

步骤4：中间收集电极(1)离子注入刻蚀和中间收集电极(1)离子注入；

步骤5：注入完成后退火；

步骤6：正反面注入区域氧化层全刻蚀；

步骤7：正反面电极制作；

步骤8：快速退火。

5.根据权利要求4所述的一种像素型硅漂移探测器的制作方法，其特征在于，所述步骤1中吸杂氧化之前需要对氧化炉进行清洗，直到完全清除杂质离子；吸杂氧化过程使用的气体为：高纯氧、三氯乙烷和高纯氮。

6.根据权利要求4所述的一种像素型硅漂移探测器的制作方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

步骤21：对吸杂氧化后的硅晶圆进行匀胶；

步骤22：进行光刻，包括曝光、显影、清洗、吹干；

步骤23：对光刻后的硅晶圆进行清洗；

所述步骤S23具体为：刻蚀完成后要将硅晶圆放在清洗柜中用去离子水反复清洗，将光刻胶剥离液加热升温到合适温度并恒温保持，将清洗好的硅晶圆放入光刻胶剥离液中；光刻胶剥离完成后同样要用去离子水清洗彻底，然后再进行酸洗。

7.根据权利要求4所述的一种像素型硅漂移探测器的制作方法，其特征在于，所述步骤3的具体方法为：先将需要注入的元素材料气态化，然后通入离子源室中，再由电子激发电离元素气态粒子成离子，通过分析器选择用于注入的离子，然后在设定合适电压的加速器中加速，最后经四级透镜聚焦后进入靶室注入。

8.根据权利要求4所述的一种像素型硅漂移探测器的制作方法，其特征在于，所述步骤5中退火为热退火，具体方法为：退火之前要先去除光刻胶，去完胶后要在去离子水中反复清洗，然后在酸洗液中酸洗，酸洗完成后用去离子水清洗，清洗完成后再将硅晶圆放入退火炉中；退火过程中硅晶圆在氮气保护的情况下进行。