Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Основные типы полупроводниковых детекторов




Схемы включения полупроводниковых детекторов.

Главный недостаток полупроводниковых детекторов – малая амплитуда импульса (доли мВ), а нужны единицы (В) для работы микросхемы.

По методам образования переходов ППД подразделяют на поверхностно-барьерные, диффузионные детекторы p–i–n-типа, называемые также дрейфовыми, и детекторы на основе очень чистого германия – HPGe-детекторы.

В поверхностно-барьерном детекторе n–p-переход образуется окислением кислородом поверхности n-кремния с последующим нанесением тонкого слоя золота на образованный таким способом поверхностный p-слой (рис.10). Толщина рабочей области таких детекторов не превышает 0,2¸0,5 мм, поэтому они используются в основном для регистрации и спектрометрии тяжёлых частиц при энергетическом разрешении единицы кэВ.

В диффузионных детекторах переход получают путём компенсации примесной p-проводимости кремния диффузией в него донорных атомов (обычно фосфора). По характеристикам и области применения они близки к поверхностно-барьерным детекторам и также работают при комнатной температуре.

Особенно большой объём чувствительной области имеют детекторы с p–i–n-переходом (точнее n+–p–p+, знак + означает сильное легирование), полученным с помощью дрейфа ионов лития. Ионы лития благодаря своим малым размерам легко диффундируют внутрь кремния и германия, располагаясь не в узлах решётки, а в междуузлиях. Коэффициент диффузии лития в германий, например, в 107 раз больше, чем у обычных доноров. На поверхность p-полупроводника напыляется литий, который при нагревании до температуры около 400оС диффундирует на глубину примерно 0,1 мм, образуя тонкий высоколегированный n+-слой. Затем к этому p–n-переходу прикладывается напряжение (плюс к n-слою), под действием которого происходит управляемая диффузия ионов лития в p-полупроводник до тех пор, пока количество ионов лития не станет точно равным количеству акцепторных атомов (это обычно бор). Противоположная поверхность легируется атомами бора с энергией ~10 кэВ, в результате чего образуется тонкий p+-слой с высокой проводимостью. Поверхностные p+– и n+–слои служат электродами. Между ними располагается чувствительная область толщиной до 1 см полностью скомпенсированного полупроводника, удельное сопротивление которого равно сопротивлению чистого кристалла. Кремниевые детекторы могут работать без охлаждения, при этом энергетический эквивалент шума составляет несколько десятков кэВ.

Детекторы с p–i–n-переходом из особо чистого германия. Технология изготовления HPGe-детекторов подобна технологии изготовления Li-дрейфовых детекторов, исключая стадию дрейфа Li вглубь p-кристалла. Здесь между поверхностными n+- и p+-слоями – электродами находится не скомпенсированный литием германий, а очень чистый германий с концентрацией примесей около 1010 см-3.

В отличие от полупроводниковых детекторов из кремния германиевые детекторы необходимо эксплуатировать при низкой температуре. Это связано с тем, что ширина запрещенной зоны Е BgB германия заметно меньше, чем у кремния (0,66 эВ у германия и 1,09 эВ у кремния).

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 378; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.