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申请/专利权人：湘潭大学

摘要：本发明公开了一种可自主分压的硅漂移探测器及其设计方法，所述探测器包括正六棱柱状的硅基体，硅基体正面中心掺杂有中心阳极，中心阳极周围掺杂有正面阴极环，硅基体反面掺杂有反面阴极环，中心阳极、正面阴极环和反面阴极环表面均附着有金属铝，金属铝之间的硅基体上附着有二氧化硅保护层，二氧化硅保护层内分别原子层沉积有正面分压电阻圈和反面分压电阻圈；本发明内部电势、电场分布均匀，组合成阵列时没有死区，使用时无需外接电阻，避免了外接电阻对探测器面积和性能的限制。

主权项：1.可自主分压的硅漂移探测器的设计方法，其特征在于，所述可自主分压的硅漂移探测器，包括正六棱柱状的硅基体6，所述硅基体6正面中心掺杂有中心阳极1，所述中心阳极1外侧的硅基体6正面掺杂有数个六边形的正面阴极环3，所述硅基体6反面掺杂有数个六边形的反面阴极环5，所述中心阳极1、正面阴极环3和反面阴极环5上均附着有金属铝8，所述金属铝8间的硅基体6上均附着有二氧化硅保护层7，硅基体6正面的二氧化硅保护层7上原子层沉积有正面分压电阻圈2，硅基体6反面的二氧化硅保护层7上原子层沉积有反面分压电阻圈4；所述正面阴极环3的宽度与反面阴极环5的宽度相同，所述正面分压电阻圈2的宽度与反面分压电阻圈4的宽度相同，所述正面阴极环3与相邻正面分压电阻圈2的间距、反面阴极环5与反面分压电阻圈4的间距相同；包括以下步骤：步骤1，计算硅漂移探测器单元的电阻分布：正面分压电阻圈2的阻值0＜αi＜6，ρ为正面分压电阻圈2的电阻率，i为表示正面分压电阻圈2数目的变量，ri为由内至外第i圈正面分压电阻圈2的半径；令正面分压电阻圈2的原子层沉积厚度为t，正面分压电阻圈2的方块电阻率正面分压电阻圈2的阻值步骤2，计算硅漂移探测器单元内的电场电压分布；为保证硅漂移探测器单元内部的电场分布均匀，硅漂移探测器单元内部任意点r,x,θ的负电势应满足以下条件：其中x为探测器单元厚度方向的坐标，r为探测器单元半径方向的坐标，θ为角坐标，和φr分别表示探测器单元的正面电势和反面电势，d为探测器单元的厚度；由正面分压电阻圈2的阻值可得相邻正面阴极环3间的电势差ΔVA＝constant＝IR，相邻正面阴极环3间的电场分布硅漂移探测器单元的正面电势反面电势反面电场V1B是最里圈反面阴极环5所加的电压，γ为常数，0≤γ＜1，P0为中心阳极1与相邻正面阴极环3的间距或相邻正面阴极环3间的间距；硅基体6横截面上任意点的电势分布为硅基体6横截面中心处的电势分布，r′为硅基体6横截面上任意点与截面中心的距离；步骤3，确定入射粒子在硅漂移探测器单元内部的最佳漂移路径，得到漂移通道内的电场分布：入射粒子在硅漂移探测器单元内漂移时漂移通道内的电场Vfd为硅漂移探测器单元的全耗尽电压；步骤4，设置正面分压电阻圈2的宽度为10μm，沉积厚度t为0.05μm，通过半导体模拟软件Silvaco确定正面阴极环3的宽度为90μm，中心阳极1与相邻正面分压电阻圈2的间距为15μm，正面阴极环3与相邻正面分压电阻圈2的间距为15μm，中心阳极1的半径为50μm；步骤5，确定硅漂移探测器反面结构，构建可自主分压的硅漂移探测器；由正面阴极环3的宽度、正面分压电阻圈2的宽度以及正面阴极环3与相邻正面分压电阻圈2的间距，确定反面阴极环5的宽度为90μm，反面分压电阻圈4的宽度为10μm，反面阴极环5与相邻反面分压电阻圈4的间距为15μm；在硅基体6正面分别掺杂中心阳极1和正面阴极环3，在其反面掺杂反面阴极环5，在中心阳极1、正面阴极环3和反面阴极环5表面附着金属铝8，在金属铝8间的硅基体6上附着二氧化硅保护层7，在中心阳极1与正面阴极环3间、相邻正面阴极环3间的二氧化硅保护层7上原子层沉积正面分压电阻圈2，在相邻反面阴极环5间的二氧化硅保护层7上原子层沉积反面分压电阻圈4，构成可自主分压的硅漂移探测器。

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