变组分变掺杂p-i-n型AlGaAs/GaAs微结构中子探测器性能表征

制备了一种在p-i-n型AlGaAs/GaAs材料上刻蚀微沟槽的中子探测器。通过MOCVD技术生长了变组分变掺杂的p-i-n型AlGaAs/GaAs，使用ICP技术在材料上刻出微沟槽，沟槽宽度为25μm，深度为10μm。探测器的探测面积为4 mm2，沟槽宽度和间距为1∶1，呈周期性排列，在沟槽中填充中子转换材料探测热中子信号。通过对平面和微结构p-i-n型AlGaAs/GaAs探测器的电学特性、α粒子以及中子探测性能的比较分析，发现两者在电学特性和α粒子能量分辨率方面有较大差别。5 V偏压下平面型和微结构AlGaAs/GaAs探测器的漏电流分别是-0.024 1μA、-0.627μA，两者相差近30倍，这是由于微结构刻蚀了部分异质结导致器件表面漏电流增加。0 V偏压下微结构探测器α粒子能量分辨率比平面型也有些许恶化，但在热中子探测上微结构效果更佳，中子总计数微结构比平面型多一倍。微结构降低了探测器的自吸收问题，同时增大了探测器的中子接触面积，在热中子探测上应用前景广阔。