【摘要】：硅探測(cè)器是是一種最通用的半導(dǎo)體探測(cè)器,以硅為探測(cè)介質(zhì),主要用作輻射探測(cè)器。硅探測(cè)器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、抗輻照性能強(qiáng)、易于集成等特點(diǎn),在高能粒子探測(cè)與X光檢測(cè)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用價(jià)值。三維溝槽電極硅探測(cè)器是美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在2009年提出的。這種探測(cè)器的兩種電極(溝槽電極和中央柱狀電極)都是通過(guò)蝕刻、離子注入的方法在硅體中形成的,它的一個(gè)電極以溝槽的形式圍繞在另一個(gè)電極外面,如果用這種結(jié)構(gòu)制作一個(gè)探測(cè)器陣列,探測(cè)器的電場(chǎng)分布更均勻,并且每一個(gè)單元不會(huì)受其他單元的影響。三維溝槽電極硅探測(cè)器自從被提出以后,還沒(méi)有系統(tǒng)地對(duì)其I-V、C-V等電學(xué)特性進(jìn)行仿真研究。本文以方形的三維溝槽電極硅探測(cè)器為研究對(duì)象,通過(guò)器件仿真,對(duì)其電場(chǎng)分布、漏電流、擊穿電壓、電容、全耗盡電壓等進(jìn)行了系統(tǒng)全面的研究,并將仿真結(jié)果與傳統(tǒng)三維柱狀電極硅探測(cè)器進(jìn)行對(duì)比,探討三維溝槽電極硅探測(cè)器的優(yōu)勢(shì)與不足之處,同時(shí)嘗試改變其結(jié)構(gòu),以獲得更好的器件性能。具體的研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:1.給三維溝槽電極硅探測(cè)器單元施加直流信號(hào),通過(guò)改變摻雜濃度來(lái)模擬不同的輻照強(qiáng)度,獲得該輻照強(qiáng)度下的電流-電壓特性曲線,然后分析在不同電壓條件下漏電流的大小,獲得三維溝槽電極硅探測(cè)器的擊穿電壓。通過(guò)改變表面電荷密度,來(lái)獲得不同表面電荷密度下的表面擊穿電壓。2.給三維溝槽電極硅探測(cè)器單元施加低頻交流信號(hào),獲得其在不同輻照強(qiáng)度下的電容-電壓曲線,通過(guò)對(duì)曲線的處理,可以獲得三維溝槽電極硅探測(cè)器在不同輻照強(qiáng)度下的全耗盡電壓,研究其變化趨勢(shì)。通過(guò)改變?nèi)S溝槽電極硅探測(cè)器收集電極長(zhǎng)度以及電極截面大小來(lái)尋找更小電容的結(jié)構(gòu)。3.為了確認(rèn)三維溝槽電極硅探測(cè)器性能的優(yōu)越性,我們仿真了一個(gè)相似大小的三維柱狀電極硅探測(cè)器,并對(duì)電學(xué)性能,包括電場(chǎng)分布、漏電流、電容、全耗盡電壓等進(jìn)行了比較。這些仿真結(jié)果為實(shí)際探測(cè)器設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TL814

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本文編號(hào)：2666307