【摘要】：硅探測器是是一種最通用的半導(dǎo)體探測器,以硅為探測介質(zhì),主要用作輻射探測器。硅探測器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、抗輻照性能強(qiáng)、易于集成等特點(diǎn),在高能粒子探測與X光檢測等領(lǐng)域有重要應(yīng)用價值。三維溝槽電極硅探測器是美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室在2009年提出的。這種探測器的兩種電極(溝槽電極和中央柱狀電極)都是通過蝕刻、離子注入的方法在硅體中形成的,它的一個電極以溝槽的形式圍繞在另一個電極外面,如果用這種結(jié)構(gòu)制作一個探測器陣列,探測器的電場分布更均勻,并且每一個單元不會受其他單元的影響。三維溝槽電極硅探測器自從被提出以后,還沒有系統(tǒng)地對其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器為研究對象,通過器件仿真,對其電場分布、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器進(jìn)行對比,探討三維溝槽電極硅探測器的優(yōu)勢與不足之處,同時嘗試改變其結(jié)構(gòu),以獲得更好的器件性能。具體的研究內(nèi)容與結(jié)果如下:1.給三維溝槽電極硅探測器單元施加直流信號,通過改變摻雜濃度來模擬不同的輻照強(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器的擊穿電壓。通過改變表面電荷密度,來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器單元施加低頻交流信號,獲得其在不同輻照強(qiáng)度下的電容-電壓曲線,通過對曲線的處理,可以獲得三維溝槽電極硅探測器在不同輻照強(qiáng)度下的全耗盡電壓,研究其變化趨勢。通過改變?nèi)S溝槽電極硅探測器收集電極長度以及電極截面大小來尋找更小電容的結(jié)構(gòu)。3.為了確認(rèn)三維溝槽電極硅探測器性能的優(yōu)越性,我們仿真了一個相似大小的三維柱狀電極硅探測器,并對電學(xué)性能,包括電場分布、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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TL814

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本文編號：2666307