4H-SiC肖特基二极管的电荷收集特性

针对极端环境下耐辐照半导体核探测器的研制需求,采用耐高温、耐辐照的4H碳化硅(4H-SiC)宽禁带材料制成肖特基二极管,研究了该探测器对241 Am源α粒子的电荷收集效率。从电容-电压曲线得出该二极管外延层净掺杂数密度为1.99×1015/cm3。从正向电流-电压曲线获得该二极管肖特基势垒高度为1.66eV,理想因子为1.07,表明该探测器具备良好的热电子发射特性。在反向偏压高达700V时,该二极管未击穿,其漏电流仅为21nA,具有较高的击穿电压。在反向偏压为0～350V范围内研究了该探测器对3.5MeVα粒子电荷收集效率,在0V时为48.7%,在150V时为99.4%,表明该探测器具有良好的电荷收集特性。

基于4H-SiC肖特基二极管的中子探测器

针对当前极端环境下耐辐照半导体中子探测器的需求,采用耐高温、耐辐照的碳化硅宽禁带半导体材料,利用6 Li(n,α)3 H核反应原理,研制了基于4H-SiC肖特基二极管的中子探测器。利用磁控溅射完成中子转化层的制作,并用SEM表征6 LiF膜厚。在10～600V反向偏压下,漏电流维持在6.4nA以下,表明探测器具备良好的半导体-金属肖特基整流接触。利用241 Am源研究探测器对5.486 MeV的α粒子的响应,测得分辨率为4.5%。同时,利用该探测器测量了由临界装置产生并经石蜡块慢化后的热中子,观测到热中子与6 Li作用产生的α和T粒子信号的实验结果。