大面積金硅面壘型核輻射探測器制備工藝及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-15 12:26
隨著核科學(xué)技術(shù)和核物理實(shí)驗(yàn)的研究日趨深入,核科學(xué)技術(shù)研究和公共安全都對(duì)核輻射探測技術(shù)提出了更高的要求,核輻射探測器在生活中已經(jīng)成為了不可缺少的一份子。金硅面壘型核輻射探測器具有結(jié)構(gòu)簡單、窗薄、線性響應(yīng)好、成品率高,操作方便等優(yōu)點(diǎn),在核輻射領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。金硅面壘型核輻射探測器很早就是科研人員所研究的重點(diǎn)對(duì)象,由于這種類型的核輻射探測器具有諸多方面的優(yōu)勢,所以國內(nèi)外早在70年代就存在它的研究資料。但經(jīng)過整理后發(fā)現(xiàn),之前國內(nèi)外所研究的探測器,具有面積較小、漏電流偏大、制作和測試工藝都偏老化的缺點(diǎn),同時(shí),對(duì)于改變溫度對(duì)電學(xué)特性的影響也鮮有涉及,并且沒有較為系統(tǒng)完善的總結(jié)。所以基于已知的研究成果,深入研究大面積金硅面壘型核輻射探測器的性能與器件制備工藝很有必要。本文完成了金硅面壘型核輻射探測器的制備與封裝,并對(duì)其性能進(jìn)行了測試分析。主要工作如下:1.實(shí)驗(yàn)研究出了利用純機(jī)械手段切割硅片的方法,既可以在實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)簡單的環(huán)境下制備出,又可以保證探測器器件的優(yōu)秀性。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件,基于微電子工藝,制備了直徑為22mm和26mm兩種面積較大的探測器器件。3.自主設(shè)計(jì)了一種便于測試以及保存運(yùn)輸?shù)?..
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 核輻射探測器的概述
1.1.1 徑跡探測器
1.1.2 氣體探測器
1.1.3 閃爍體探測器
1.1.4 半導(dǎo)體探測器
1.2 硅核輻射探測器的概述
1.2.1 硅漂移探測器
1.2.2 P-N結(jié)型探測器
1.2.3 金硅面壘型核輻射探測器
1.3 主要工作內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 金硅面壘核輻射探測器性能指標(biāo)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 金硅面壘型核輻射探測器理論基礎(chǔ)
2.1.1 金硅面壘型核輻射探測器工作原理
2.1.2 金硅面壘型核輻射探測器的電流電壓特性
2.1.3 金硅面壘型核輻射探測器的電容電壓特性
2.2 金硅面壘型核輻射探測器特性參數(shù)
2.2.1 靈敏區(qū)
2.2.2 噪聲、能量分辨率
2.2.3 輸出脈沖幅度、能量線性
2.2.4 溫度特性、輻照損傷
2.2.5 時(shí)間特性
2.3 金硅面壘型核輻射探測器材料的選擇
2.4 金硅面壘型核輻射探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第3章 金硅面壘型核輻射探測器制備工藝
3.1 金硅面壘型核輻射探測器關(guān)鍵工藝
3.1.1 機(jī)械手段切割硅片
3.2 初步工藝流程
3.2.1 硅片襯底清洗
3.2.2 歐姆接觸電極工藝
3.2.3 肖特基接觸電極工藝
3.2.4 退火
3.3 器件后續(xù)改進(jìn)
3.3.1 邊緣短路問題
3.4 改進(jìn)后工藝
3.5 器件封裝工藝
3.6 本章小結(jié)
第4章 金硅面壘型核輻射探測器性能測試
4.1 金硅面壘型核輻射探測器電學(xué)性能測試系統(tǒng)
4.2 金硅面壘型核輻射探測器電學(xué)測試
4.2.1 金硅面壘型核輻射探測器電流電壓特性測試
4.2.2 金硅面壘型核輻射探測器電容電壓特性測試
4.2.3 金硅面壘型核輻射探測器電學(xué)特性與溫度的關(guān)系
4.3 金硅面壘型核輻射探測器核電子學(xué)測試
4.3.1 金硅面壘型核輻射探測器核電子學(xué)性能測試系統(tǒng)
4.3.2 α粒子響應(yīng)
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文總結(jié)
5.2 未來展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的新方法[J]. 郭衛(wèi)東,于靖軍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(07)
[2]金硅面壘型半導(dǎo)體探測器在α能譜測量中的應(yīng)用研究[J]. 丁衛(wèi)撐,王義,王敏,黃洪全. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2012(07)
[3]6LiF夾心譜儀探頭用金硅面壘探測器性能測定[J]. 蔣勇,李俊杰,鄭春,肖建國. 核動(dòng)力工程. 2008(05)
[4]偏置電壓對(duì)Si-PIN探測器的性能影響[J]. 曹學(xué)蕾,王煥玉,張承模,陳勇,楊家偉,梁曉華,汪錦州,高旻,張家宇,馬國峰. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2006(06)
[5]液體閃爍計(jì)數(shù)器進(jìn)展簡述[J]. 卞正柱,張玨,張金衛(wèi). 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2006(04)
[6]光刻工藝中缺陷來源的分析[J]. 鄧濤,李平,鄧光華. 半導(dǎo)體光電. 2005(03)
[7]室溫半導(dǎo)體核輻射探測器新材料及其器件研究[J]. 朱世富,趙北君,王瑞林,高德友,韋永林. 人工晶體學(xué)報(bào). 2004(01)
[8]新型半導(dǎo)體探測器發(fā)展和應(yīng)用[J]. 孟祥承. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2004(01)
[9]高靈敏大面積硅PIN探測器陣列[J]. 歐陽曉平,王義,曹錦云,李真富. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2000(05)
[10]肖特基勢壘和歐姆接觸[J]. 孟慶忠. 煙臺(tái)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2000(02)
本文編號(hào):3344557
【文章來源】:東華理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 核輻射探測器的概述
1.1.1 徑跡探測器
1.1.2 氣體探測器
1.1.3 閃爍體探測器
1.1.4 半導(dǎo)體探測器
1.2 硅核輻射探測器的概述
1.2.1 硅漂移探測器
1.2.2 P-N結(jié)型探測器
1.2.3 金硅面壘型核輻射探測器
1.3 主要工作內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 金硅面壘核輻射探測器性能指標(biāo)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 金硅面壘型核輻射探測器理論基礎(chǔ)
2.1.1 金硅面壘型核輻射探測器工作原理
2.1.2 金硅面壘型核輻射探測器的電流電壓特性
2.1.3 金硅面壘型核輻射探測器的電容電壓特性
2.2 金硅面壘型核輻射探測器特性參數(shù)
2.2.1 靈敏區(qū)
2.2.2 噪聲、能量分辨率
2.2.3 輸出脈沖幅度、能量線性
2.2.4 溫度特性、輻照損傷
2.2.5 時(shí)間特性
2.3 金硅面壘型核輻射探測器材料的選擇
2.4 金硅面壘型核輻射探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
第3章 金硅面壘型核輻射探測器制備工藝
3.1 金硅面壘型核輻射探測器關(guān)鍵工藝
3.1.1 機(jī)械手段切割硅片
3.2 初步工藝流程
3.2.1 硅片襯底清洗
3.2.2 歐姆接觸電極工藝
3.2.3 肖特基接觸電極工藝
3.2.4 退火
3.3 器件后續(xù)改進(jìn)
3.3.1 邊緣短路問題
3.4 改進(jìn)后工藝
3.5 器件封裝工藝
3.6 本章小結(jié)
第4章 金硅面壘型核輻射探測器性能測試
4.1 金硅面壘型核輻射探測器電學(xué)性能測試系統(tǒng)
4.2 金硅面壘型核輻射探測器電學(xué)測試
4.2.1 金硅面壘型核輻射探測器電流電壓特性測試
4.2.2 金硅面壘型核輻射探測器電容電壓特性測試
4.2.3 金硅面壘型核輻射探測器電學(xué)特性與溫度的關(guān)系
4.3 金硅面壘型核輻射探測器核電子學(xué)測試
4.3.1 金硅面壘型核輻射探測器核電子學(xué)性能測試系統(tǒng)
4.3.2 α粒子響應(yīng)
4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文總結(jié)
5.2 未來展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的新方法[J]. 郭衛(wèi)東,于靖軍. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(07)
[2]金硅面壘型半導(dǎo)體探測器在α能譜測量中的應(yīng)用研究[J]. 丁衛(wèi)撐,王義,王敏,黃洪全. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2012(07)
[3]6LiF夾心譜儀探頭用金硅面壘探測器性能測定[J]. 蔣勇,李俊杰,鄭春,肖建國. 核動(dòng)力工程. 2008(05)
[4]偏置電壓對(duì)Si-PIN探測器的性能影響[J]. 曹學(xué)蕾,王煥玉,張承模,陳勇,楊家偉,梁曉華,汪錦州,高旻,張家宇,馬國峰. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2006(06)
[5]液體閃爍計(jì)數(shù)器進(jìn)展簡述[J]. 卞正柱,張玨,張金衛(wèi). 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2006(04)
[6]光刻工藝中缺陷來源的分析[J]. 鄧濤,李平,鄧光華. 半導(dǎo)體光電. 2005(03)
[7]室溫半導(dǎo)體核輻射探測器新材料及其器件研究[J]. 朱世富,趙北君,王瑞林,高德友,韋永林. 人工晶體學(xué)報(bào). 2004(01)
[8]新型半導(dǎo)體探測器發(fā)展和應(yīng)用[J]. 孟祥承. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2004(01)
[9]高靈敏大面積硅PIN探測器陣列[J]. 歐陽曉平,王義,曹錦云,李真富. 核電子學(xué)與探測技術(shù). 2000(05)
[10]肖特基勢壘和歐姆接觸[J]. 孟慶忠. 煙臺(tái)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2000(02)
本文編號(hào):3344557
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