以GaN材料為代表的第三代寬禁帶半導體材料具有耐高壓、耐高溫、強抗輻射性等優(yōu)點,這些良好的特性使其能夠應用到核輻射探測領域,采用寬禁帶半導體材料設計出新型結(jié)構(gòu)的器件對于推動半導體材料器件的發(fā)展有著積極而重要的作用。本文采用一種新型GaN/Alx Ga1-x N結(jié)構(gòu)設計出PIN型核輻射探測器,首先從理論上分析了GaN/Alx Ga1-x N基核輻射探測器的工作原理,然后在理論分析計算的基礎上設計出探測器結(jié)構(gòu)參數(shù)并采用Visual-TCAD仿真軟件構(gòu)建器件結(jié)構(gòu)并進行電學與Alpha粒子特性仿真。電學特性仿真方面從器件的能帶結(jié)構(gòu)、正反I-V特性、電勢結(jié)構(gòu)、載流子分布等方面詳細分析探測器的機理特性。本文主要詳細研究了探測器的Alpha粒子特性,采用最常用的入射能量為5.486Mev的α粒子對探測器進行粒子特性仿真,分析結(jié)果后在理論設計方案的基礎上,對探測器P-I-N三個區(qū)域的厚度和摻雜濃度逐一進行多組數(shù)據(jù)仿真并對比進一步進行優(yōu)化,以分辨時間、能量沉積率以及電荷收集能力三個性能參數(shù)為指標綜合分析考慮不同參數(shù)設計對探測器性能的影響,結(jié)果表明窗口層和耗盡層的厚度、摻雜濃度對探測器的時間響應特性以及電... 

【文章來源】：東華理工大學江西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同頻率波長的電磁波譜

圖 1.2 電子在不同氣體中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases閃爍體核輻射探測器爍體探測器是利用輻射源在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來探測電離輻射。與測器不同之處在于當輻射粒子到達閃爍體反應區(qū)域，由于碰撞等損失的爍體區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)的原子和分子將會被電離，受激原子長在可見光波段的熒光，熒光光子被收集到光電倍增管( PMT )的光陰效應打出光電子，電子運動并倍增，光電子在倍增管中會被放大，并在輸出信號被記錄下來，通過分析記錄下來的數(shù)據(jù)信號，就可以分析射入結(jié)構(gòu)圖如圖 1.3 所示,閃爍體探測器具有探測效率高，能量分辨率好等特用在科研、環(huán)境監(jiān)測等方面[8]。

圖 1.2 電子在不同氣體中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases閃爍體核輻射探測器爍體探測器是利用輻射源在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來探測電離輻射。與氣體測器不同之處在于當輻射粒子到達閃爍體反應區(qū)域，由于碰撞等損失的能量爍體區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)的原子和分子將會被電離，受激原子退激長在可見光波段的熒光，熒光光子被收集到光電倍增管( PMT )的光陰極，效應打出光電子，電子運動并倍增，光電子在倍增管中會被放大，并在陽極輸出信號被記錄下來，通過分析記錄下來的數(shù)據(jù)信號，就可以分析射入的輻結(jié)構(gòu)圖如圖 1.3 所示,閃爍體探測器具有探測效率高，能量分辨率好等特點，用在科研、環(huán)境監(jiān)測等方面[8]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]SiO2鈍化層對GaN基PIN結(jié)構(gòu)核探測器漏電流的影響[J]. 袁愿林,姚昌勝,王果,陸敏.  固體電子學研究與進展. 2012(02)
[2]GaN核輻射探測器材料與器件研究進展[J]. 陸敏,于國浩,張國光.  原子能科學技術. 2010(06)
[3]氮化鎵功率半導體器件技術[J]. 張波,陳萬軍,鄧小川,汪志剛,李肇基.  固體電子學研究與進展. 2010(01)
[4]p-GaN層厚度對GaN基p-i-n結(jié)構(gòu)紫外探測器性能的影響[J]. 周梅,趙德剛.  物理學報. 2008(07)
[5]AlGaN基PIN光電探測器的模型與模擬[J]. 張春福,郝躍,張金鳳,龔欣.  半導體學報. 2005(08)
[6]利用快速熱退火在n-GaAs上形成淺歐姆接觸[J]. 陳維德,謝小龍,陳春華,崔玉德,段俐宏,許振嘉.  真空科學與技術. 1997(01)



本文編號：3313624