超薄硅基PIN高能粒子探测器的制造工艺和特性分析

摘要

PIN硅基高能粒子薄探测器在空间探测、核物理检测、医药环境测量方面有着广泛的应用。它可以用于甄别高能粒子的种类和能量。薄探测器越薄，高能粒子的能量分辨率越好。然而，由于受到传统硅微加工中某些工艺的限制，制作出厚度低于100μm的薄探测器成为了瓶颈。本文设计并开发了一种超薄PIN粒子探测器的整套加工工艺，并对制造出的探测器进行了测试和特性分析。实验结果表明，基于TMAH工艺的探测器厚度可达571μ，面积为113mmz。同时，它还具有良好的电学特性和辐射特性。探测器工作状态的反向漏电流达到nA数量级，比面垒工艺制备的探测器下降1-2个数量级;用237Am源进行测试，5．536MeV的α源的能量分辨率为0．48％-0．56％，噪声为17．55keV。