RU193082U1 - Планарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения - Google Patents
Планарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU193082U1 RU193082U1 RU2019120440U RU2019120440U RU193082U1 RU 193082 U1 RU193082 U1 RU 193082U1 RU 2019120440 U RU2019120440 U RU 2019120440U RU 2019120440 U RU2019120440 U RU 2019120440U RU 193082 U1 RU193082 U1 RU 193082U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strip
- signal electrodes
- ionizing radiation
- electrodes
- detector
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 abstract description 9
- 238000012795 verification Methods 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Планарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения содержит последовательно расположенные подложку (1) n-типа проводимости, активный слой (2) n-типа проводимости и полосковые сигнальные электроды (3) р-типа проводимости, выполненные из кремния. Полосковые сигнальные электроды (3) покрыты слоем (4) металла, отделены друг от друга слоями (5) пассивирующего диэлектрика и снабжены на первых концах контактными площадками (6). На вторых концах полосковых сигнальных электродов (3) перпендикулярно им сформирована полоска (7) из диэлектрического материала, покрытая слоем (8) металла. Конструкция детектора обеспечивает в процессе эксплуатации проверку неразрывности металлизации полосковых сигнальных электродов, проверку исправности монтажных соединений сигнальных полосковых электродов с измерительной аппаратурой и калибровку всех измерительных трактов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Настоящая полезная модель относится к планарным полупроводниковым координатным детекторам ионизирующих частиц, применяемым в приборах ядерной физики, физики высоких энергий, космофизики и радиационной медицине, в частности к позиционно-чувствительным детекторам, предназначенным для регистрации пространственно-энергетического распределения частиц ионизирующих излучений, таких как гамма-кванты, нейтроны и заряженные частицы высоких энергий.
Известен пленарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения (см. патент RU 2306633, МПК H01L 31/10, G01T 1/24, опубл. 20.09.2007), включающий подложку n+-типа проводимости, эпитаксиально выращенный на ней активный слой n- или р-, или ni-типа проводимости, на поверхности которого сформированы полосковые сигнальные электроды р+-типа проводимости с омическими контактами, разделенными друг от друга канавками. Канавки вытравлены на глубину 20-50% от толщины активного слоя, а на дне канавок сформированы n+-слои толщиной не более 3% толщины активного слоя.
Недостатком известного полупроводникового детектора является невозможность проверки целостности электродов во время его эксплуатации.
Известен пленарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения (см. патент RU 2672039, МПК H01L 31/10, H01L 31/115; G01T 1/24, G01T 1/241, опубликован 27.12.2017), на обеих сторонах которого выполнены контактные электроды в виде металлизации. Металлизация лицевой (обращенной к источнику ионизирующего излучения) поверхности сформирована в виде сетки малой площади с шириной стрипа 3-10 мкм и с шагом в 30-100 мкм.
Конструкция известного планарного полупроводникового детектора не позволяет во время его эксплуатации проверять неразрывность металлизации полосок лицевого электрода.
Известен пленарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения (см. заявка US 20110284754 МПК G01T 1/24, опубл. 24.11.2011), который содержит полупроводниковую подложку, полосковые электроды с 1 по n (n равно целому числу 2 или выше), расположенные на поверхности полупроводниковой подложки с заданными интервалами в направлении X и параллельно направлению Y; и электрод, сформированный на задней поверхности полупроводниковой подложки. Оба конца каждого полоскового электрода соединены с последовательно соединенными резисторами.
Недостатком известного детектора является отсутствие возможности проведения проверки неразрывности металлизации полосковых электродов детектора, проверки исправности монтажных соединений полосковых электродов с измерительной аппаратурой и калибровки всех измерительных трактов в процессе эксплуатации.
Известен пленарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения (см. Semiconductor Radiation Detectors: Device Physics, издатель: Springer, 2007, p.111), совпадающий с настоящим техническим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Планарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор содержит выполненные из кремния и последовательно расположенные подложку n+-типа проводимости, активный слой n-типа проводимости и полосковые сигнальные электроды р+-типа проводимости. Полосковые сигнальные электроды покрыты слоем алюминия и снабжены на первых концах контактными площадками. Полосковые сигнальные электроды разделены слоями диоксида кремния SiO2 с целью пассивации поверхности кремния.
Недостатком известного планарного полупроводникового позиционно-чувствительного детектора-прототипа является невозможность проведения проверки неразрывности металлизации полосковых сигнальных электродов детектора, проверки исправности монтажных соединений полосковых сигнальных электродов с измерительной аппаратурой и невозможность калибровки всех измерительных трактов в процессе настройки и эксплуатации детектора.
Задачей настоящего технического решения является разработка планарного полупроводникового позиционно-чувствительного детектора ионизирующего излучения, который бы обеспечивал проверку неразрывности металлизации сигнальных полосковых электродов, проверку исправности монтажных соединений сигнальных полосковых электродов с измерительной аппаратурой и калибровку всех измерительных трактов в процессе эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что пленарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения включает в себя выполненные из кремния и последовательно расположенные: подложку n+-типа проводимости, активный слой n-типа проводимости и полосковые сигнальные электроды р+-типа проводимости. Полосковые сигнальные электроды разделены слоями из диэлектрического материала, покрыты слоем металла и снабжены на первых концах контактными площадками. Новым является то, что детектор содержит полоску из диэлектрического материала, покрытую слоем металла, сформированную у вторых концов сигнальных электродов и расположенную перпендикулярно сигнальным электродам.
В детекторе в качестве металла может быть применен алюминий.
В качестве диэлектрического материала может быть применен диоксид кремния SiO2.
Настоящий планарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 показан в аксонометрии планарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения;
на фиг. 2 изображен вид А, выделенный на фиг. 1
Планерный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения содержит выполненные из кремния и последовательно расположенные подложку 1 n+-типа проводимости, активный слой 2 n-типа проводимости и полосковые сигнальные электроды 3 р+-типа проводимости. Полосковые сигнальные электроды 3 покрыты слоем 4 металле, например, алюминия, отделены друг от друга слоями 5 пассивирующего диэлектрика и снабжены не первых концах контактными площадками 6. На вторых концах сигнальных электродов 3 перпендикулярно им сформирована полоске 7 из диэлектрического материала, покрытая слоем 8 металла. В результате чего между плоскостями слоев 4 и слоя 8 образуются электрические емкости. Слои 4 металла и слой 8 металла являются обкладками образованных конденсаторов с полоской 7 из диэлектрического материале между слоями 4 и слоем 8.
Настоящий пленарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения работает следующим образом.
В процессе работы детектора для проверки неразрывности металлизации полосковых сигнальных электродов 3, для проверки исправности монтажных соединений полосковых сигнальных электродов 3 с измерительной аппаратурой (на чертеже не показана) и для калибровки всех измерительных трактов подают импульс от внешнего генераторе на слой 8 металла, покрывающий полоску 7, осуществляя, таким образом, индукцию электрических зарядов одновременно на все полосковые сигнальные электроды 3. Сигналы с электродов 3 регистрируют измерительной аппаратурой (на чертеже не показана). Амплитуды этих сигналов могут быть использованы для калибровки аппаратуры, а факт отсутствия сигнала свидетельствует о нарушении неразрывности металлизации полосковых сигнальных электродов 3 и/или о неисправности монтажного соединения полосковых сигнальных электродов 3 с измерительной аппаратурой. Для предотвращения прохождения сигналов регистрируемых событий с одного полоскового сигнального электрода 3 на другой полосковый сигнальный электрод 3 слой 8 металла должен быть соединен с нулевым потенциалом источника (на чертеже не показан), смещающего напряжения детектора через резистор с малым сопротивлением или конденсатор (на чертеже не показаны).
Claims (3)
1. Планарный полупроводниковый позиционно-чувствительный детектор ионизирующего излучения, включающий выполненные из кремния и последовательно расположенные подложку n+-типа проводимости, активный слой n-типа проводимости и полосковые сигнальные электроды р+-типа проводимости, полосковые сигнальные электроды разделены слоями из диэлектрического материала, покрыты слоем металла и снабжены на первых концах контактными площадками, отличающийся тем, что детектор содержит полоску из диэлектрического материала, покрытую слоем металла, сформированную у вторых концов сигнальных электродов и расположенную перпендикулярно сигнальным электродам.
2. Детектор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве металла применен алюминий.
3. Детектор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве диэлектрического материала применен диоксид кремния SiO2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120440U RU193082U1 (ru) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Планарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019120440U RU193082U1 (ru) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Планарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU193082U1 true RU193082U1 (ru) | 2019-10-14 |
Family
ID=68280583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019120440U RU193082U1 (ru) | 2019-06-27 | 2019-06-27 | Планарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU193082U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044831A1 (de) * | 1996-05-20 | 1997-11-27 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Streifendetektor |
| RU2306633C1 (ru) * | 2006-04-17 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Полупроводниковый координатный детектор ионизирующего излучения |
| RU2378738C1 (ru) * | 2008-10-01 | 2010-01-10 | Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф Иоффе РАН | Способ изготовления детектора короткопробежных частиц |
| US9547089B2 (en) * | 2013-08-22 | 2017-01-17 | Jsc Intersoft Eurasia | Ionizing radiation sensor |
| RU2672039C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-11-08 | Объединенный Институт Ядерных Исследований (Оияи) | Планарный полупроводниковый детектор |
-
2019
- 2019-06-27 RU RU2019120440U patent/RU193082U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044831A1 (de) * | 1996-05-20 | 1997-11-27 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Streifendetektor |
| RU2306633C1 (ru) * | 2006-04-17 | 2007-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов" (ОАО "НИИПП") | Полупроводниковый координатный детектор ионизирующего излучения |
| RU2378738C1 (ru) * | 2008-10-01 | 2010-01-10 | Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф Иоффе РАН | Способ изготовления детектора короткопробежных частиц |
| US9547089B2 (en) * | 2013-08-22 | 2017-01-17 | Jsc Intersoft Eurasia | Ionizing radiation sensor |
| RU2672039C1 (ru) * | 2017-12-27 | 2018-11-08 | Объединенный Институт Ядерных Исследований (Оияи) | Планарный полупроводниковый детектор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bellinger et al. | Enhanced variant designs and characteristics of the microstructured solid-state neutron detector | |
| Battistoni et al. | Resistive cathode detectors with bidimensional strip readout: Tubes and drift chambers | |
| RU193082U1 (ru) | Планарный полупроводниковый детектор ионизирующего излучения | |
| RU140489U1 (ru) | Чувствительный элемент ионизирующего излучения | |
| Debbe et al. | A study of wire chambers with highly segmented cathode pad readout for high multiplicity charged particle detection | |
| RU2551257C1 (ru) | Матричный сенсор ионизирующего излучения | |
| Heileman et al. | CMOS VLSI single event transient characterization | |
| Campbell et al. | Charge collection measurements for energetic ions in silicon | |
| CN109690356A (zh) | 基于p型电导率的悬浮区熔炼硅的电离辐射传感器 | |
| Evensen et al. | Recent development of detectors with integrated capacitors and polysilicon resistors | |
| Yang et al. | Imaging Linearity Modeling and Optimization of Capacitive Division Image Readout (C-DIR) for Microchannel Plate Imaging Detectors | |
| Tull et al. | Spectral response of multi-element silicon x-ray detectors | |
| Beuttenmuller et al. | Silicon position sensitive detectors for the helios (NA 34) experiment | |
| Artuso et al. | Signal coupling to embedded pitch adapters in silicon sensors | |
| JP2005055372A (ja) | マイクロビア電極構造の多次元位置検出型放射線センサー素子 | |
| US2717964A (en) | Sulfur crystal counter | |
| TWI849518B (zh) | 成像系統及利用其的方法 | |
| Sorokin | Characterization of silicon microstrip sensors, front-end electronics, and prototype tracking detectors for the CBM experiment at FAIR | |
| Noschis et al. | Protection circuit for the T2 readout electronics of the TOTEM experiment | |
| RU2469354C1 (ru) | Нейтронный детектор | |
| Marano et al. | A new accurate analytical expression for the SiPM transient response to single photons | |
| Cornat | Design of a Si-W electromagnetic calorimeter for the International Linear Collider and study of crosstalk in silicon sensors | |
| Sellin et al. | Spatial resolution measurements of gallium arsenide microstrip detectors | |
| Derevyanko et al. | Measurement of temperature distribution using a three-wire system of sensors based on thermistors | |
| Mazza et al. | A high granularity active target for the PIONEER experiment |