10
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;
10 10
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;
10
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
10
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
10
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,
10
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,
10
B4C中子转换材料均匀并凝固在GaN器件的正表面;
10
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;
10
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;
10
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。
10
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。
10
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。
10
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。
10
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。
10
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:
10
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。
10
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。
10
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。