一种碳化硅中子探测器转换材料填充方法

本申请涉及碳化硅中子探测器制造领域，具体涉及一种碳化硅中子探测器转换材料填充方法。

背景技术：

1、半导体辐射探测技术在核电站监测、核材料探测、国防安全、航天工程等各个重要领域一直备受关注，半导体辐射探测器具有工作电压低、响应时间快、电荷收集效率高、分辨率好、结构紧凑等一系列优点。沟槽型半导体辐射探测器的核心构件实质就是一个具有沟槽阵列的半导体二极管，在制造的过程中需要往沟槽阵列里回填中子转换材料6lif粉末，然后喷涂聚酰亚胺(pi)封住填满粉末的槽口，接着就可以使用软刀对sic晶圆进行切片，最后在封装工艺中从pad区域以打线的方式便可实现单个探测器与封装盒电极端子之间的电气连接。

技术实现思路

1、因为中子转换材料的粒径较大，且沟槽型探测器的特征尺寸小且深宽比较大，所以沟槽内回填中子转换材料较为困难。本申请基于目前针对沟槽型探测器转换材料回填难度大的技术背景，提出了一种沟槽型碳化硅中子探测器转换材料填充工艺。

2、为实现上述目的，本申请提供了一种碳化硅中子探测器转换材料填充方法，步骤包括：

3、将6lif粉末进行球磨，得到填充材料；

4、将所述填充材料填充至探测器的沟槽内部；

5、对所述沟槽内部喷涂封闭材料，完成填充。

6、优选的，在填充6lif粉末之前，通过积淀加厚金属来对探测器的pad区域进行加厚处理。

7、优选的，所述加厚金属的厚度区间为200～1500纳米。

8、优选的，淀积工艺包括：电子束蒸发、热蒸发和磁控溅射。

9、优选的，通过球磨机对6lif粉末进行球磨，使6lif粉末达到亚微米级，使所述6lif粉末充分致密地填充sic沟槽。

10、优选的，进行所述填充的方法包括：将整个sic晶圆放入烧杯底部；将6lif粉末与甲醇溶液或无水乙醇溶液配成的浑浊液倒入装有sic晶圆的烧杯中；将烧杯放入超声机中超声0.55小时，待超声结束后静置12～48小时，得到样片；取出所述样片后使用小刷子和棉棒清理切割道区域和边缘区域的6lif粉末，最后放到热板上烘干水分。

11、优选的，6lif粉末与甲醇溶液或无水乙醇溶液按照1/50～1/500的质量比配成所述浑浊液。

12、优选的，所述超声机的工作功率区间为200-1000w。

13、与现有技术相比，本申请的有益效果如下：

14、本申请针对沟槽型sic中子探测器的粉末回填工艺，为微结构型半导体辐射探测系统的粉末回填工艺方法提供了重要的参考价值；在填粉之前对pad区进行加厚处理，有利于后续电极引出过程中绑线比较牢固；球磨6lif粉末后，将其与有机溶剂配成浑浊液体，再进行超声回填，有利于保证粉末60％以上的填充率。

技术特征：

1.一种碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，在填充6lif粉末之前，通过积淀加厚金属来对探测器的pad区域进行加厚处理。

3.根据权利要求2所述的碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，所述加厚金属的厚度区间为200～1500纳米。

4.根据权利要求2所述的碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，淀积工艺包括：电子束蒸发、热蒸发和磁控溅射。

5.根据权利要求1所述的碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，通过球磨机对6lif粉末进行球磨，使6lif粉末达到亚微米级，使所述6lif粉末充分致密地填充sic沟槽。

6.根据权利要求1所述的碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，进行所述填充的方法包括：将整个sic晶圆放入烧杯底部；将6lif粉末与甲醇溶液或无水乙醇溶液配成的浑浊液倒入装有sic晶圆的烧杯中；将烧杯放入超声机中超声0.55小时，待超声结束后静置12～48小时，得到样片；取出所述样片后使用小刷子和棉棒清理切割道区域和边缘区域的6lif粉末，最后放到热板上烘干水分。

7.根据权利要求6所述的碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，6lif粉末与甲醇溶液或无水乙醇溶液按照1/50～1/500的质量比配成所述浑浊液。

8.根据权利要求6所述的碳化硅中子探测器转换材料填充方法，其特征在于，所述超声机的工作功率区间为200-1000w。

技术总结
本申请公开了一种碳化硅中子探测器转换材料填充方法，步骤包括：将<supgt;6</supgt;LiF粉末进行球磨，得到填充材料；将填充材料填充至探测器的沟槽内部；对沟槽内部喷涂封闭材料，完成填充。本申请针对沟槽型SiC中子探测器的粉末回填工艺，为微结构型半导体辐射探测系统的粉末回填工艺方法提供了重要的参考价值；在填粉之前对PAD区进行加厚处理，有利于后续电极引出过程中绑线比较牢固；球磨<supgt;6</supgt;LiF粉末后，将其与有机溶剂配成浑浊液体，再进行超声回填，有利于保证粉末60％以上的填充率。

技术研发人员：王颖,张立龙,郭浩民,包梦恬,曹菲
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14