【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体光电探测，具体涉及提高硅光电倍增管光子探测效率的结构。本专利技术还涉及提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法。
技术介绍
1、硅光电倍增管(silicon photomultiplier，sipm)是目前唯一一种在室温下具有优秀脉冲光子数分辨能力的单光子响应探测器，在核探测、高能物理、激光雷达、光通讯等场合具有重要应用(claudio piemonte,alberto gola,overview on the mainparameters and technology of modern silicon photomultipliers,nuclear inst.andmethods in physics research,a 926(2019)2–15)。sipm是将成千上万的工作在盖革模式的雪崩光电二极管(geiger-mode avalanche photo-diode，g-apd)单元阵列化集成在同一个单晶硅片上构成的固态光电探测器件。光子探测效率(photons detection efficiency，pde)是指光子探测器探测到的光子数与对入射到光子探测器的光子数的比值，通常以百分比表示，它是衡量光子探测器性能的重要参数之一，光子探测效率越高，探测器能够更准确地检测到光子的存在，从而提高实验的准确度和精度。目前g-apd单元尺寸为15μm的sipm的pde达到了46％，还有不少提升的空间(张琳,谢港,刘宇霄,等,外延电阻淬灭型硅光电倍增器的最新研究进展,红外与激光工程,51(7),(202
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，解决了现有技术中硅光电倍增管的光子探测效率低的问题。
2、本专利技术的另一目的在于提供提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，工艺简单、实用性强。
3、本专利技术所采用的第一种技术方案是：提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，包括设置于硅光电倍增管非光敏区表面的金属膜，金属膜和硅光电倍增管的光敏区上方共同设置有透明绝缘封装介质。
4、本专利技术第一种技术方案的特点还在于，
5、金属膜包括银膜或铝膜。
6、透明绝缘封装介质包括硅树脂或环氧树脂。
7、本专利技术所采用的第二种技术方案是：提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，包括以下步骤：
8、步骤1、准备已经制备有g-apd单元阵列但尚未制作金属膜电极的硅晶圆并进行清洗；
9、步骤2、在硅晶圆上蒸镀或溅射金属膜；
10、步骤3、将光刻胶均匀涂覆在金属膜表面，用光刻g-apd单元阵列的掩膜版对准g-apd单元阵列并曝光；
11、步骤4、对光刻胶进行显影操作，去除g-apd单元阵列上方的光刻胶；
12、步骤5、用金属腐蚀液腐蚀未被光刻胶覆盖的金属膜；
13、步骤6、用有机溶剂去除金属膜表面剩余的光刻胶，得到sipm芯片本体；
14、步骤7、准备绝缘管座，通过标准键合工艺连接其金属电极与芯片本体的电极；
15、步骤8、在芯片本体上方滴加液态透明绝缘封装介质使其没过金属膜；
16、步骤9、通过紫外光固化或升温固化的方式使液态透明绝缘封装介质凝固，即得。
17、本专利技术第二种技术方案的特点还在于，
18、步骤1中的清洗方式具体为：使用清洗剂去除硅晶圆表面的污染物。
19、步骤2中，在蒸镀或溅射金属膜前先在硅晶圆上预镀铜底层。
20、步骤3中的光刻胶采用正性光刻胶，曝光前对硅晶圆进行烘烤处理。
21、步骤4中显影操作采用的显影液为四甲基氢氧化铵。
22、步骤5中的金属腐蚀液采用酸性铬酸溶液。
23、步骤6中的有机溶剂为丙酮、甲醇或异丙醇中的一种。
24、本专利技术的有益效果是：本专利技术的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构及其制作方法，通过在硅光电倍增管的非光敏区表面即“死区”覆设一层高反射率的金属膜，从而利用高反射金属膜与透明封装层上表面之间光子的多次反射，使得更多的光子落在硅光电倍增管的光敏区上，能够增加硅光电倍增管的光子探测效率，还具有工艺简单、实用性强的优点。
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1.提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，其特征在于，包括设置于硅光电倍增管非光敏区表面的金属膜(3)，金属膜(3)和硅光电倍增管的光敏区上方共同设置有透明绝缘封装介质(4)。
2.如权利要求1所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，其特征在于，所述金属膜(3)包括银膜或铝膜。
3.如权利要求1所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，其特征在于，所述透明绝缘封装介质(4)包括硅树脂或环氧树脂。
4.如权利要求1所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，所述步骤1中的清洗方式具体为：使用清洗剂去除硅晶圆(1)表面的污染物。
6.如权利要求4所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，在蒸镀或溅射金属膜(3)前先在硅晶圆(1)上预镀铜底层。
7.如权利要求4所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，所述步骤3中的光刻胶(5)采用正性光刻胶，
8.如权利要求4所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，所述步骤4中显影操作采用的显影液为四甲基氢氧化铵。
9.如权利要求4所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，所述步骤5中的金属腐蚀液采用酸性铬酸溶液。
10.如权利要求4所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，所述步骤6中的有机溶剂为丙酮、甲醇或异丙醇中的一种。
...【技术特征摘要】
1.提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，其特征在于，包括设置于硅光电倍增管非光敏区表面的金属膜(3)，金属膜(3)和硅光电倍增管的光敏区上方共同设置有透明绝缘封装介质(4)。
2.如权利要求1所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，其特征在于，所述金属膜(3)包括银膜或铝膜。
3.如权利要求1所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构，其特征在于，所述透明绝缘封装介质(4)包括硅树脂或环氧树脂。
4.如权利要求1所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的提高硅光电倍增管光子探测效率的结构的制作方法，其特征在于，所述步骤1中的清洗方式具体为：使用清洗剂去除硅晶圆(1)表面的污染物。
6.如权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国青，郭超前，朱香平，杨延飞，刘露，王磊，李子健，张向通，王悦，李连碧，刘丽娜，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：
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