【摘要】：硅探測(cè)器是一種常用的半導(dǎo)體探測(cè)器,是以硅為探測(cè)介質(zhì)的輻射探測(cè)器。以其響應(yīng)速度快、靈敏度高、易于集成等優(yōu)異的性能,在X光檢測(cè)與高能粒子探測(cè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。硅像素探測(cè)器是新型半導(dǎo)體探測(cè)器中的一種,可通過(guò)不同形狀的像素單元陣列獲得大面積的像素硅探測(cè)器。傳統(tǒng)的硅像素探測(cè)器陽(yáng)極、陰極均被金屬電極覆蓋,較大的有效電極面積使得探測(cè)器的電容較大。電容在硅探測(cè)器中是一個(gè)敏感因素,因?yàn)樗苯佑绊懙教綔y(cè)器工作的噪聲與串?dāng)_。信噪比(S/N)是一個(gè)高性能探測(cè)器的關(guān)鍵參數(shù),降低探測(cè)器噪聲一直是探測(cè)器發(fā)展的主要任務(wù)之一。本文中首先通過(guò)二維仿真為新型低電容硅像素探測(cè)器的電極設(shè)計(jì)提供依據(jù),合理的電極形狀的設(shè)計(jì)不僅能大大的降低探測(cè)器的有效電極面積,同時(shí)也獲得均勻的電勢(shì)、電場(chǎng)分布。新型低電容像素硅探測(cè)器是在基于減少有效幾何電極面積,同時(shí)保持探測(cè)器有效體積不變的基礎(chǔ)上提出。同時(shí),借助半導(dǎo)體器件仿真軟件(Sentaurus TCAD)得到新型探測(cè)器的三維模型并對(duì)探測(cè)器的電特性包括靜電勢(shì)、電場(chǎng)、全耗盡電壓,和電容進(jìn)行了仿真,并將仿真結(jié)果與傳統(tǒng)的硅像素探測(cè)器進(jìn)行比較。模擬和計(jì)算表明:(1)新型像素硅探測(cè)器的電容較傳統(tǒng)像素硅探測(cè)器(有效體積相同)電容減小3倍左右;(2)由于電極有效面積的減少,探測(cè)器所需耗盡電壓相應(yīng)增加;(3)在設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)際的像素硅探測(cè)器過(guò)程中,在電容與所需耗盡電壓之間要根據(jù)實(shí)際需求做出權(quán)衡。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】：2016
【分類號(hào)】：TL814
【圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論1 硅探測(cè)器簡(jiǎn)介硅探測(cè)器是新型半導(dǎo)體探測(cè)器中應(yīng)用最廣泛的探測(cè)器，用以探測(cè)帶電粒子等高能粒子的輻射探測(cè)裝置。P-N 異質(zhì)結(jié)構(gòu)成了半導(dǎo)體探測(cè)器的基本結(jié)盡區(qū)在反偏電壓作用下在半導(dǎo)體內(nèi)部形成，作為探測(cè)器的靈敏區(qū)。硅探測(cè)向偏壓作用下，當(dāng)硅探測(cè)器的靈敏區(qū)有粒子打入時(shí)，即產(chǎn)生電子-空穴對(duì)并作漂移運(yùn)動(dòng)⺁被電極收集上產(chǎn)生脈沖信號(hào)[1-3]。如圖 1.1，為硅探測(cè)器工作意圖。

表 1.1 世界各國(guó)高能物理實(shí)驗(yàn)室采用的半導(dǎo)體探測(cè)器區(qū) 采用的半導(dǎo)體探測(cè)器費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的 CDF，D0SLAC 的 B 介子工廠的 BaBar 實(shí)驗(yàn)L3，OPAL 等(高能物理中心)LHC 上的 ATLAS KEK HARA，HARB，Zeus 北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)驗(yàn)環(huán)境中探測(cè)器的各種缺陷會(huì)因?yàn)楹芨叩妮椪胀康拇嬖诙a(chǎn)能級(jí)。缺陷能級(jí)能夠俘獲部分電子和空穴，最終導(dǎo)致探測(cè)器的[19]減弱了探測(cè)的信號(hào)，導(dǎo)致探測(cè)器靈敏度降低。

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文第一座原子能發(fā)電站。在隨后的十多年時(shí)間之后，英、美兩國(guó)也相能發(fā)電站。在擁有原子能發(fā)電站的全世界范圍的國(guó)家中，原子能發(fā)占世界總發(fā)電量的 1/5 左右。二十世紀(jì)就是年代初，我國(guó)的第一座順利建成，至今我國(guó)的原子能發(fā)電站總數(shù)也是處于世界領(lǐng)先水平，第四。核反應(yīng)堆原理示意圖如圖 1.3 所示。

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本文編號(hào)：2793674