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Al-GaAs/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.5V偏压下平面型和微结构AlGaAs/GaAs探测器的漏电流分别是-0.0241μA、-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.0V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.