基于氮化硼薄膜的alpha粒子探測器

王少堂 黃河 岳秀萍 萬志永

（東華理工大學機械與電子工程學院 江西省南昌市 330013）

1 引言

與其他III族氮化物相比，BN由于其出色的熱穩定性、化學穩定性以及弱的層間范德華獲得了極大的關注。在氮化硼的家族中，六方相的氮化硼（h-BN）因具有較大的禁帶寬度、較高的擊穿場強、低的介電常數以及高的熱導率[使得h-BN成為最具有潛力的半導體材料，在高溫高壓器件、大功率器件、核輻射探測和深紫外光電器件等領域具有潛在的應用前景。由于h-BN具有與石墨相似的結構，h-BN又被稱為“白色石墨”。有很多工藝技術可以實h-BN薄膜的生長，包括離子輔助蒸發法、磁控濺射和化學氣相沉積（CVD）等方法。其中，CVD法生長的薄膜不僅質量高，尺寸和厚度等也能滿足半導體器件的要求，因此CVD法是目前應用最多的生長h-BN的技術之一。

在h-BN的眾多特性中，寬禁帶和耐高溫耐輻照等特性，使得其在作為核輻射探測材料方面具有很大的應用前景。Maity A等人利用MOCVD外延生長了h-BN，并制備成了探測器，測試了探測器對熱中子的響應。Adama等人利用生長的2.5 μm厚的h-BN，在其表面蒸鍍了Ti/Au和Ni/Au，制備了MSM型探測器，對比了兩種金屬制備的探測器的電學特性和對中子的響應。中子探測的核心還是帶電粒子的探測，而alpha粒子也是一種帶電粒子，為此本文提出一種基于氮化硼薄膜的alpha粒子探測器。

雖然利用MOCVD可以外延生長高質量和厚膜的h-BN，但是MOCVD生長存在設備昂貴、參與反應氣體有毒且易燃易爆炸和反應后副產物對環境有害等問題。……