近日,中國科學(xué)院微電子研究所高頻高壓中心研究員賈銳團隊,在中國工程院院士歐陽(yáng)曉平指導下,創(chuàng )新性地將高功函數鈍化接觸異質(zhì)結技術(shù)應用到硅漂移探測器(SDD)中,成功研制出新型SDD核心元器件。目前,該團隊在硅異質(zhì)結漂移探測器的器件設計、工作機理和工藝制備等方面形成了核心競爭力,并具有完全自主知識產(chǎn)權。
硅漂移探測器是高能粒子探測領(lǐng)域能量分辨率最高的探測器之一,主要用于探測高能粒子和X射線(xiàn),具有靈敏度高、能量分辨率高和計數率高等優(yōu)點(diǎn),在天文觀(guān)測、醫療和安檢等關(guān)鍵領(lǐng)域有著(zhù)重要應用。由于傳統SDD器件制備需要完全依賴(lài)微電子工藝和設備,難度大、成本高,該器件及其高端探測設備的相關(guān)技術(shù)和市場(chǎng)長(cháng)期被發(fā)達國家所壟斷,且只能制備面積小于等于100 mm2的器件。
為加快實(shí)現SDD器件的國產(chǎn)化,賈銳團隊開(kāi)展了SDD探測芯片的核心技術(shù)攻關(guān),通過(guò)采用異質(zhì)結及其平面工藝來(lái)制備SDD,極大降低了暗態(tài)漏電流(nA級別),在降低制備成本的同時(shí)提升了器件的可靠性。最終,該團隊成功研制出面積分別為20 mm2、79 mm2和314 mm2的硅漂移探測器,可清晰探測到55Fe發(fā)射的能量為5.9 keV的X射線(xiàn),同時(shí)可探測到241Am等放射源發(fā)射出的阿爾法粒子和X射線(xiàn)。
相應的系列研究成果發(fā)表在Solar Energy、Solar Energy Materials & Solar Cells等國際刊物上。