1.一种p-GaN/i-GaN/n-BN中子探测器,其特征在于:该探测器的结构从下至上依次为包括晶向为c轴0001面Al2O3衬底层、n-BN中子转换层兼电荷收集层、i-GaN电荷产生层、p-GaN电荷收集层;上述结构中的n-BN中的10B与入射中子发生核反应产生α粒子,其中BN中的B为B的同位素10B,一部分α粒子电离n-BN层产生电子空穴对,另外一部分α粒子电离i-GaN层产生电子空穴对,空穴和电子分别被n-BN层和p-GaN层所收集。
2.根据权利要求1所述的p-GaN/i-GaN/n-BN中子探测器,其特征在于:所述n-BN中子转换层兼电荷收集层,其厚度为5~50μm,掺杂元素为S,掺杂浓度为(5~8)×1018cm-3。
3.根据权利要求1所述的p-GaN/i-GaN/n-BN中子探测器,其特征在于:所述i-GaN电荷产生层,其厚度为5~20μm,为非故意掺杂GaN材料。
4.根据权利要求1所述的p-GaN/i-GaN/n-BN中子探测器,其特征在于:所述p-GaN电荷收集层,其厚度为100~500nm,掺杂元素为Mg,掺杂浓度为(1~3)×1019cm-3。
5.根据权利要求1所述的p-GaN/i-GaN/n-BN中子探测器,其制备方法包括以下步骤:
(1)、n-BN的制备:采用金属有机物化学气相沉积系统在Al2O3衬底上先预生长缓冲层,而后外延生长n-BN,三乙基硼和NH3作为BN的前驱反应物,H2作为载气,硫化氢作为S掺杂剂,生长温度1300~1500℃,厚度为5~50μm,掺杂浓度为(5~8)×1018cm-3;
(2)、i-GaN的制备:采用金属有机物化学气相沉积系统在n-BN上外延生长i-GaN,三甲基镓源和NH3作为i-GaN的前驱反应物,H2作为载气,生长温度1000~1100℃,厚度为5~20μm;
(3)、p-GaN的制备:采用金属有机物化学气相沉积系统在i-GaN上外延生长p-GaN,三甲基镓源和NH3作为p-GaN的前驱反应物,H2作为载气,二茂镁作为Mg掺杂元素的气体掺杂源,生长温度900~1000℃,掺杂浓度为(1~3)×1019cm-3,厚度为2~5μm;
(4)、利用匀胶机在上述p-GaN/i-GaN/n-BN的表面涂上一层正光刻胶并曝光、显影,产生光刻图形;用感应耦合等离子体刻蚀技术刻蚀p-GaN/i-GaN/n-BN至n-BN层,在p-GaN/i-GaN/n-BN上形成阶梯层;
(5)、用热蒸发或电子束蒸发设备在n-BN上沉积Ti/Au双层金属电极并退火,制备n-BN欧姆接触电极,其中Ti的厚度为10~20nm,Au的厚度为50~200nm,而后进行欧姆接触电极退火处理,退火温度为550~650℃,退火时间为300~600s;
(6)、用热蒸发或电子束蒸发设备在p-GaN上沉积Ni/Au双层金属电极并退火,制备p-GaN欧姆接触电极,其中Ni的厚度为10~20nm,Au的厚度为50~150nm,而后进行欧姆接触电极退火处理,退火温度为450~550℃,退火时间为600~900s;
(7)、利用超声波金丝球焊机将制备好欧姆接触金属电极的p-GaN/i-GaN/n-BN用10~
25μm金丝键合至PCB电路板,将含有p-GaN/i-GaN/n-BN的电路板封装到镀金的铝外壳中,完成探测器的装配。