發(fā)布時(shí)間：2020-08-14 17:09

【摘要】：輻射探測(cè)器已廣泛應(yīng)用在軍事和民用方面,在軍事方面主要用在核導(dǎo)彈制導(dǎo)技術(shù)、核武器等國(guó)防安全重點(diǎn)領(lǐng)域。在民用方面主要應(yīng)用在醫(yī)療器械以及生物工程領(lǐng)域。輻射探測(cè)器主要包括氣體探測(cè)器、閃爍體探測(cè)器和半導(dǎo)體探測(cè)器等,半導(dǎo)體探測(cè)器與其它兩種探測(cè)器相比,具有探測(cè)效率高、線性范圍好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、載荷小、響應(yīng)快、能量分辨率高等多種優(yōu)點(diǎn)。第三代寬帶隙半導(dǎo)體材料相比于傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料,具有禁帶寬度大、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、熱導(dǎo)率高、臨界位移能大等特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn),在制備抗輻射、低噪聲、高分辨率核輻射探測(cè)器方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料。目前第三代半導(dǎo)體材料代表性材料有SiC和GaN,其中SiC在抗輻射方面具有更為突出的特性,因此SiC材料適合于制備輻射探測(cè)器。本論文的研究工作是基于半導(dǎo)體器件及工藝仿真軟件Silvaco-TCAD展開(kāi)的,針對(duì)4H-SiC肖特基結(jié)型和PIN結(jié)型α粒子輻射探測(cè)器的器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真及優(yōu)化。對(duì)于4H-SiC肖特基結(jié)型α粒子輻射探測(cè)器的研究,主要研究了器件結(jié)構(gòu)、器件工作時(shí)的反向I-V及C-V特性以及外延層厚度、不同外延層摻雜濃度對(duì)器件性能的影響;以及針對(duì)4H-SiC肖特基結(jié)型α粒子輻射探測(cè)器的漏電機(jī)制,對(duì)添加鈍化層和終端保護(hù)結(jié)構(gòu)后對(duì)器件性能的影響。對(duì)于4H-SiC PIN結(jié)型一維位置靈敏α粒子輻射探測(cè)器的研究,主要研究P區(qū)摻雜濃度和厚度對(duì)于器件性能的影響;以及條形單元內(nèi)條寬L和條間距S的相對(duì)長(zhǎng)度對(duì)探測(cè)有效面積及靈敏度的影響。利用SRIM-2013程序包確定了適用于5.486Me V的α粒子輻照需要的SiC靈敏區(qū)厚度為18.22μm。肖特基結(jié)型α粒子探測(cè)器的仿真結(jié)果為,4H-SiC肖特基結(jié)型α粒子輻射探測(cè)器反向I-V特性及C-V特性隨外延層摻雜濃度的增加而增加,結(jié)合實(shí)際4H-SiC材料的制備工藝,最終選取外延層的摻雜濃度為1×1014cm-3。探測(cè)器工作電壓最優(yōu)值為反向-50V。對(duì)于終端保護(hù)金屬場(chǎng)板的優(yōu)化,得到介質(zhì)層厚度為1.25μm、場(chǎng)板長(zhǎng)度為20μm時(shí)能最大限度地平衡肖特基接觸處的電場(chǎng)。PIN結(jié)型一維位置靈敏α粒子探測(cè)器的仿真結(jié)果為,當(dāng)條形單元內(nèi)條寬L為100μm時(shí),條間距S的最優(yōu)值為35μm。一維位置靈敏探測(cè)器的位置探測(cè)有效面積百分比為75%。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL814

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3 高立;美國(guó)勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)手提輻射探測(cè)器[J];國(guó)外核新聞;2003年11期

4 王恒德;;輻射探測(cè)器探測(cè)下限的統(tǒng)計(jì)估計(jì)[J];核防護(hù);1976年01期

5 林延?xùn)|;;熱電型光輻射探測(cè)器時(shí)間響應(yīng)特性的研究[J];計(jì)量學(xué)報(bào);2008年04期

6 焦洪震;非晶硅輻射探測(cè)器[J];核物理動(dòng)態(tài);1995年01期

7 宋定熙,吳有武,賴曉霞;激光輻射探測(cè)器特性測(cè)試研究[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);1996年03期

8 李麗華,陳湘暉,劉伍俊;本征超導(dǎo)輻射探測(cè)器的研究[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);1997年06期

9 施偉紅;陳鴻飛;鄒鴻;鄒積清;田大宇;寧寶俊;張錄;;PIN型輻射探測(cè)器的并聯(lián)使用[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2007年05期

10 陳國(guó)云;魏志勇;黃福成;辛勇;朱立;;輻射探測(cè)器定量涂硼技術(shù)[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2012年09期

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1 ;輻射探測(cè)器[A];第7屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（二）[C];1994年

2 劉虹宇;周春芝;程松;王艷春;;一種新型光輻射探測(cè)器[A];全國(guó)第六屆核儀器及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

3 林延?xùn)|;;熱電型光輻射探測(cè)器響應(yīng)度的時(shí)間和空間特性研究[A];第十二屆全國(guó)光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2008年

4 耿娜;鄭毅;范江兵;寧王師;;星載核爆光輻射探測(cè)器當(dāng)量探測(cè)能力分析[A];第十六屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2012年

5 陳鴻飛;鄒積清;田大宇;張?zhí)?寧寶俊;張錄;;離子注入PIN輻射探測(cè)器性能測(cè)試[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十七次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

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7 劉虹宇;周春芝;周永華;趙建興;;Z—效應(yīng)光輻射探測(cè)器Ⅰ-Ⅴ特性分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];第十四屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（1）[C];2008年

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本文編號(hào)：2793308