PIN结构GaN/AlGaN基探测器的Alpha粒子响应特性研究
发布时间：2021-07-31 14:21
以GaN材料为代表的第三代宽禁带半导体材料具有耐高压、耐高温、强抗辐射性等优点,这些良好的特性使其能够应用到核辐射探测领域,采用宽禁带半导体材料设计出新型结构的器件对于推动半导体材料器件的发展有着积极而重要的作用。本文采用一种新型GaN/Alx Ga1-x N结构设计出PIN型核辐射探测器,首先从理论上分析了GaN/Alx Ga1-x N基核辐射探测器的工作原理,然后在理论分析计算的基础上设计出探测器结构参数并采用Visual-TCAD仿真软件构建器件结构并进行电学与Alpha粒子特性仿真。电学特性仿真方面从器件的能带结构、正反I-V特性、电势结构、载流子分布等方面详细分析探测器的机理特性。本文主要详细研究了探测器的Alpha粒子特性,采用最常用的入射能量为5.486Mev的α粒子对探测器进行粒子特性仿真,分析结果后在理论设计方案的基础上,对探测器P-I-N三个区域的厚度和掺杂浓度逐一进行多组数据仿真并对比进一步进行优化,以分辨时间、能量沉积率以及电荷收集能力三个性能参数为指标综合分析考虑不同参数设计对探测器性能的影响,结果表明窗口层和耗尽层的厚度、掺杂浓度对探测器的时间响应特性以及电...
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同频率波长的电磁波谱
图 1.2 电子在不同气体中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases闪烁体核辐射探测器烁体探测器是利用辐射源在某些物质中产生的闪光来探测电离辐射。与测器不同之处在于当辐射粒子到达闪烁体反应区域，由于碰撞等损失的烁体区域内的荧光物质，荧光物质的原子和分子将会被电离，受激原子长在可见光波段的荧光，荧光光子被收集到光电倍增管( PMT )的光阴效应打出光电子，电子运动并倍增，光电子在倍增管中会被放大，并在输出信号被记录下来，通过分析记录下来的数据信号，就可以分析射入结构图如图 1.3 所示,闪烁体探测器具有探测效率高，能量分辨率好等特用在科研、环境监测等方面[8]。
图 1.2 电子在不同气体中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases闪烁体核辐射探测器烁体探测器是利用辐射源在某些物质中产生的闪光来探测电离辐射。与气体测器不同之处在于当辐射粒子到达闪烁体反应区域，由于碰撞等损失的能量烁体区域内的荧光物质，荧光物质的原子和分子将会被电离，受激原子退激长在可见光波段的荧光，荧光光子被收集到光电倍增管( PMT )的光阴极，效应打出光电子，电子运动并倍增，光电子在倍增管中会被放大，并在阳极输出信号被记录下来，通过分析记录下来的数据信号，就可以分析射入的辐结构图如图 1.3 所示,闪烁体探测器具有探测效率高，能量分辨率好等特点，用在科研、环境监测等方面[8]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2钝化层对GaN基PIN结构核探测器漏电流的影响[J]. 袁愿林,姚昌胜,王果,陆敏. 固体电子学研究与进展. 2012(02)
[2]GaN核辐射探测器材料与器件研究进展[J]. 陆敏,于国浩,张国光. 原子能科学技术. 2010(06)
[3]氮化镓功率半导体器件技术[J]. 张波,陈万军,邓小川,汪志刚,李肇基. 固体电子学研究与进展. 2010(01)
[4]p-GaN层厚度对GaN基p-i-n结构紫外探测器性能的影响[J]. 周梅,赵德刚. 物理学报. 2008(07)
[5]AlGaN基PIN光电探测器的模型与模拟[J]. 张春福,郝跃,张金凤,龚欣. 半导体学报. 2005(08)
[6]利用快速热退火在n-GaAs上形成浅欧姆接触[J]. 陈维德,谢小龙,陈春华,崔玉德,段俐宏,许振嘉. 真空科学与技术. 1997(01)
本文编号：3313624
【文章来源】：东华理工大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同频率波长的电磁波谱
图 1.2 电子在不同气体中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases闪烁体核辐射探测器烁体探测器是利用辐射源在某些物质中产生的闪光来探测电离辐射。与测器不同之处在于当辐射粒子到达闪烁体反应区域，由于碰撞等损失的烁体区域内的荧光物质，荧光物质的原子和分子将会被电离，受激原子长在可见光波段的荧光，荧光光子被收集到光电倍增管( PMT )的光阴效应打出光电子，电子运动并倍增，光电子在倍增管中会被放大，并在输出信号被记录下来，通过分析记录下来的数据信号，就可以分析射入结构图如图 1.3 所示,闪烁体探测器具有探测效率高，能量分辨率好等特用在科研、环境监测等方面[8]。
图 1.2 电子在不同气体中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases闪烁体核辐射探测器烁体探测器是利用辐射源在某些物质中产生的闪光来探测电离辐射。与气体测器不同之处在于当辐射粒子到达闪烁体反应区域，由于碰撞等损失的能量烁体区域内的荧光物质，荧光物质的原子和分子将会被电离，受激原子退激长在可见光波段的荧光，荧光光子被收集到光电倍增管( PMT )的光阴极，效应打出光电子，电子运动并倍增，光电子在倍增管中会被放大，并在阳极输出信号被记录下来，通过分析记录下来的数据信号，就可以分析射入的辐结构图如图 1.3 所示,闪烁体探测器具有探测效率高，能量分辨率好等特点，用在科研、环境监测等方面[8]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2钝化层对GaN基PIN结构核探测器漏电流的影响[J]. 袁愿林,姚昌胜,王果,陆敏. 固体电子学研究与进展. 2012(02)
[2]GaN核辐射探测器材料与器件研究进展[J]. 陆敏,于国浩,张国光. 原子能科学技术. 2010(06)
[3]氮化镓功率半导体器件技术[J]. 张波,陈万军,邓小川,汪志刚,李肇基. 固体电子学研究与进展. 2010(01)
[4]p-GaN层厚度对GaN基p-i-n结构紫外探测器性能的影响[J]. 周梅,赵德刚. 物理学报. 2008(07)
[5]AlGaN基PIN光电探测器的模型与模拟[J]. 张春福,郝跃,张金凤,龚欣. 半导体学报. 2005(08)
[6]利用快速热退火在n-GaAs上形成浅欧姆接触[J]. 陈维德,谢小龙,陈春华,崔玉德,段俐宏,许振嘉. 真空科学与技术. 1997(01)
本文编号：3313624
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