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专利号: 2020111748789
申请人: 郑州工程技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

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1.一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1.01.将半绝缘GaN衬底经过化学机械抛光并剪薄为200μm,作为GaN探测器体材料;

1.02.将GaN探测器体材料放入水浴85℃的HCL∶HNO3=3∶1混合液中煮沸2分钟,对其表面处理,去除GaN表面的氧化物;

1.03.将煮沸后的所述GaN探测器体材料放入C2HCl3、丙酮、异丙醇和冷热去离子水中各超声清洗5分钟,去除GaN探测器体材料表面的有机物和无机物的沾污,利用高纯氮气吹干,留作后续工艺待用;

1.04.在清洗后的所述GaN探测器体材料的正表面涂光刻胶,利用光刻方法在GaN探测器体材料正表面形成含有图形化的光刻胶;

1.05.利用真空镀膜设备,在含有图形化光刻胶的所述GaN探测器体材料上沉积Cr/Pt/Au,形成正面金属电极;

1.06.利用去胶剥离液将所述步骤1.04中的光刻胶剥离,形成含有图形的正面金属电极;

1.07.重复所述步骤1.04、1.05、1.06,在GaN探测器体材料的背面沉积Cr/Pt/Au,形成背面金属电极;

1.08.将上述含有金属电极的GaN探测器体材料放入快速热处理设备中,形成良好的欧姆接触电极,完成GaN器件制备;

1.09.用铝线在GaN器件的正面电极和背面电极的边缘分别通过银浆引出电极外引线;

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1.10.将中子转换材料 B4C粉末利用研磨机研磨,研磨后的 B4C的颗粒度直径为1~3um;

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1.11.将 B4C粉末、丙酮和异丙醇导入烧杯中,利用玻璃搅拌棒搅拌均匀后装入胶管滴

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管中,并放入超声波清洗机中超声10分钟,形成含有 B4C的混合液;

1.12.将制备好正面电极的GaN器件放在匀胶机托盘上,打开真空泵,GaN器件与匀胶机

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托盘吸附,用胶管滴管将含有 B4C的混合液滴在GaN器件的正表面,待溶液完全铺满器件,盖好匀胶机的保护罩;打开匀胶机电源,匀胶机按设定的程序工作,待匀胶机停止旋转后,

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开启加热按钮,温度设置为120度,加热时间600秒,使含有 B4C的混合液中的液体挥发,

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B4C中子转换材料均匀并凝固在GaN器件的正表面;

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1.13.重复所述步骤1.12,B4C中子转换材料均匀并凝固在GaN器件的背表面;

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1.14.将聚酰亚胺滴在含有 B4C的GaN器件的正表面和背表面,并放入已设定好烘烤温度的烤箱中烘烤;

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1.15.取出样品,完成GaN中子探测器用的 B4C中子转换层的制备。

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2.根据权利要求1所述一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:所述光刻胶为负胶,胶的厚度为1~30μm。

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3.根据权利要求1所述一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:所述真空镀膜设备为热蒸发、电子束蒸发和磁控溅射中的一种或几种,真空度不高于8‑6×10 pa。

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4.根据权利要求1所述一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:所述Cr、Pt、Au的金属厚度分别为20~50nm、30~80nm、300~1000nm。

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5.根据权利要求1所述一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:所述热处理设备为快速热退火炉,退火温度为300~600℃,退火氛围为氮气氛围或不高于1Pa真空氛围,退火时间为300~900秒。

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6.根据权利要求1所述一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:

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所述丙酮和异丙醇的溶液摩尔比为1∶1~1∶5,B4C粉末的质量为0.3~1克。

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7.根据权利要求1所述一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:所述匀胶机的第一转速为400~600转/分钟,时间为5~10秒;

所述匀胶机的第二转速为1000~12000转/分钟,时间为20~60秒。

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8.根据权利要求1所述一种GaN中子探测器用的 B4C中子转换层制备方法,其特征在于:所述烘烤温度为150~200℃,时间2~4小时。