第二届半导体辐射探测器研讨会暨国际高层论坛 Second Workshop of Semiconductor Radiation Detectors and International High Level Forum

互嵌式壳型电极探测器的三维电学性能仿真

Not scheduled

15m

湘潭大学

Description

本文提出了一种基于闭合式壳型电极探测器(CSED, Closed Shell-Electrode Detector)的互嵌式壳型电极探测器—(ISED，Interleaved Shell-Electrode Detector，中国专利 #zl201721077852.6)，通过减少死区来提高电荷收集效率。本文将对ISED的新设计理念进行详细的讨论。利用SILVACO TCAD工具对ISED的电学特性进行了三维模拟，包括电势分布和电场分布。在可形成有效阵列的 “组合单元”中，ISED由嵌套的壳型电极引入的死区是CSED中的一半。并且ISED单元中交错壳型电极引入的对电性能的干扰是最小的，并且低电场区保持在方形单元内的两个对角上。本文还对探测器的全耗尽电压、电容、击穿电压、I-V和C-V特性进行了模拟，并给出了结果。

Summary

为了提高电荷收集效率和减少死区，本文提出了一种新型探测器——ISED。详细介绍了该器件的设计思想和具体参数。由结构引入的死区比例在三维沟槽电极硅探测器是15%，在中CSED占0.3%，而在ISED中仅占0.15%。通过对SILVACO TCAD仿真结果的分析，得出饱和电容在40 fF左右时很低。探测器的全耗尽电压约为1V，这使得在大约214伏特的击穿电压下使探测器工作成为可能。此外，由于探测器的击穿电压为214伏特，远大于几伏特的工作电压，因此探测器工作时几乎不可能被击穿。