第五届半导体辐射探测器研讨会

双面电极三维柱状/沟槽探测器设计、仿真、工艺与测试

18 Apr 2025, 10:20

8h

王朝9+10厅前，2F (西安喜来登大酒店)

海报 Poster

Speaker

慧敏 纪 (中国科学院微电子研究所)

Description

能量为30KeV的X射线在硅中的穿透深度可达863 μm，为了提升电荷收集效率，往往采用双面电极设计。然而耗尽800微米以上的硅体，其全耗尽电压和工作电压将达到几百伏，从而产生较大的能耗。为了突破上述局限，本文提出一种单结双面三维电极探测器，该器件基于8英寸CMOS工艺，在P型衬底晶圆正面采用深反应离子刻蚀以及原位掺杂等CMOS兼容工艺做N型沟槽，背面采用原位掺杂工艺做P型掺杂，最后利用金属磁控溅射沉积等工艺制备电极，实现双面三维电极连接。该双面三维电极，即在硅片正面和背面都加上电极，相当于整个硅片（725 μm）都在探测器探测范围内，能够更加有效提高载流子收集效率。该器件有望实现在航空航天、核医学、大科学装置和X射线谱仪等方面的广泛应用。