RU2360327C2 - Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора - Google Patents
Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360327C2 RU2360327C2 RU2004137346/28A RU2004137346A RU2360327C2 RU 2360327 C2 RU2360327 C2 RU 2360327C2 RU 2004137346/28 A RU2004137346/28 A RU 2004137346/28A RU 2004137346 A RU2004137346 A RU 2004137346A RU 2360327 C2 RU2360327 C2 RU 2360327C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pixel
- relativistic particles
- region
- relativistic
- zone
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к микроэлектронике, и в частности к созданию матричных детекторов релятивистских частиц. Наиболее чувствительными детекторами релятивистских частиц являются пиксельные структуры, построенные на биполярном транзисторе. Технический результат - повышение плотности компоновки пиксельных структур детекторов релятивистских частиц за счет функциональной интеграции усилительной транзисторной структуры и чувствительного элемента - первичного преобразователя типа излучение - напряжение, а также упрощение технологии изготовления детекторов релятивистских частиц. Указанный результат достигается тем, что пиксельная функционально-интегрированная структура детектора релятивистских частиц, содержащая в подложке биполярную n-p-n/p-n-p/-типа транзисторную структуру, базовая область которой через резистор подключена к общей шине, коллекторная область подключена к шине питания, а эмиттерная область - к выходному электроду, характеризуется тем, что содержит p-i-n диод, область p/n/-типа проводимости которого совмещена /соединена/ с базовой областью транзистора, область i-типа проводимости совмещена с подложкой, которая имеет омический контакт
n+-/p/-типа проводимости, подключенный к дополнительному источнику напряжения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к микроэлектронике и, в частности, к созданию матричных детекторов релятивистских частиц.
Известны ячейки детекторов релятивистских частиц, выполненных в виде диодных матриц [1]. Существенным недостатком таких ячеек является низкая чувствительность.
Наиболее близким по технической сущности решением (прототипом) является пиксельная структура детектора частиц, построенная на биполярном транзисторе [2].
Существенными недостатками известных пиксельных структур детекторов релятивистских частиц являются сравнительно невысокая плотность компоновки и сложность технологии.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение плотности компоновки пиксельных структур детекторов релятивистских частиц за счет функциональной интеграции усилительной транзисторной структуры и чувствительного элемента - первичного преобразователя типа излучение - напряжение.
Другим техническим результатом настоящего изобретения является упрощение технологии изготовления детекторов релятивистских частиц.
Эти технические результаты достигнуты в пиксельной функционально-интегрированной структуре детектора релятивистских частиц, содержащей в подложке транзисторную структуру, коллекторная область подключена к шине питания, а эмиттерная область - к выходному электроду, которая содержит p-i-n диод, область p-типа проводимости которого совмещена с базовой областью, область i-типа проводимости совмещена с подложкой, которая имеет омический контакт n+-типа проводимости, подключенный к дополнительному источнику напряжения.
В частном случае базовая область 3 может быть подсоединена через резистор к общей шине, имеющей нулевой потенциал.
Отличия пиксельных функционально-интегрированных структур детектора релятивистских частиц согласно настоящему изобретению заключаются в том, что она содержит p-i-n диод, область p-типа проводимости которого совмещена с базовой областью, область i-типа проводимости совмещена с подложкой, которая имеет омический контакт n+-типа проводимости, подключенный к дополнительному источнику напряжения.
На фиг.1а, б приведены электрические эквивалентные схемы пиксельной функционально-интегрированной структуры детектора релятивистских частиц согласно настоящему изобретению (без резистора и с резистором, подключенным к области соответственно).
Изобретение поясняется приведенными чертежами. На фиг.2 приведены чертежи сечений по ортогональным осям А-А и Б-Б пиксельной функционально-интегрированной структуры детектора релятивистских частиц согласно настоящему изобретению.
На фиг.3 показаны чертежи сечений пиксельной структуры, в которой база n-p-n биполярного транзистора объединена с p-областью p-i-n диода путем электрической связи через омический контакт.
Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора релятивистских частиц согласно настоящему изобретению содержит в подложке 1 транзисторную структуру с коллекторной областью 2, базовой областью 3 и эмиттерной областью 4; коллекторная область 2 подключена к шине питания 5; эмиттерная область 4 подключена к выходному электроду 6; p-i-n диод, p+-область которого совмещена с базовой областью 3, i-область совмещена с подложкой 1, которая имеет омический контакт n+-типа проводимости 7, подключенный к электроду 8 дополнительного источника питания (Vcc), резистор R может быть подключен к базовому электроду 9 и общей шине 10.
Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора релятивистских частиц согласно настоящему изобретению может быть выполнена в кремневой подложке с концентрацией примесей (1013-1014) см3 с помощью технологии, используемой для изготовления высоковольтных интегральных схем. Концентрация примесей бора в области базы 3 может составлять величину порядка 10 см3, а толщина этой области порядка (0.3-1) мкм. Концентрация примесей фосфора в области эмиттера 4 может составлять величину порядка 1020 см3, а толщина этой области порядка (0.1-0.5) мкм. Омический контакт 9 к подложке 1 может быть выполнен с помощью диффузии фосфора или сурьмы на глубину порядка 0.1 мкм с концентрацией ~ 1019 см3.
Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора релятивистских частиц согласно настоящему изобретению представляет собой схему эмиттерного повторителя с первичным преобразователем ионизирующего излучения в виде p-i-n диода, области которого совмещены с областями транзисторной структуры. Напряжение питания эмиттерного повторителя может составлять величину (5-10) В, а напряжение на шине 10 дополнительного источника напряжения должна быть (50-100) В. Высокое напряжение положительной полярности на шине 10 обеспечивает смещение p-i-n диода в обратном направлении и толщину области пространственного заряда (ее граница на фиг.1 показана пунктиром) порядка 100 мкм. Релятивистские частицы, попадая в область пространственного заряда p-i-n диода, генерируют электронно-дырочные пары, разделяемые p-i-n диодом, создавая тем самым ионизационный ток. Ионизационный ток протекает через базовую область 3, усиливаясь транзисторной структурой, создает ток эммитера, который регистрируется в цепи выходного электрода 6.
Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора релятивистских частиц согласно настоящему изобретению может найти широкое применение при создании матричных интегральных детекторов релятивистских частиц с высокой разрешающей способностью.
ЛИТЕРАТУРА
1. W.Lange at of Contribution to International Conference on Instrumentation for Colliding Beam Physics, 15-21 March 1990, Novosibirsk (to be Published).
2. Мелешко Е.А., Мурашов В.Н., Павлов Д.В., Тарабрин Ю.А., Яковлев Г.В. Координатно-чувствительный детектор. Патент на изобретение №2133524 по заявке №98114584, приоритет от 29.07.98.
Claims (1)
- Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора релятивистских частиц, содержащая в подложке биполярную n-p-n(p-n-p)-типа транзисторную структуру, базовая область которой через резистор подключена к общей шине, коллекторная область подключена к шине питания, а эмиттерная область - к выходному электроду, отличающаяся тем, что содержит p-i-n диод, область p(n)-типа проводимости которого совмещена (соединена) с базовой областью транзистора, область i-типа проводимости совмещена с подложкой, которая имеет омический контакт n+-(p)-типа проводимости, подключенный к дополнительному источнику напряжения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004137346/28A RU2360327C2 (ru) | 2004-12-21 | 2004-12-21 | Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004137346/28A RU2360327C2 (ru) | 2004-12-21 | 2004-12-21 | Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004137346A RU2004137346A (ru) | 2006-06-10 |
| RU2360327C2 true RU2360327C2 (ru) | 2009-06-27 |
Family
ID=36712050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004137346/28A RU2360327C2 (ru) | 2004-12-21 | 2004-12-21 | Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360327C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8895995B2 (en) | 2012-09-24 | 2014-11-25 | International Business Machines Corporation | Lateral silicon-on-insulator bipolar junction transistor radiation dosimeter |
-
2004
- 2004-12-21 RU RU2004137346/28A patent/RU2360327C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8895995B2 (en) | 2012-09-24 | 2014-11-25 | International Business Machines Corporation | Lateral silicon-on-insulator bipolar junction transistor radiation dosimeter |
| US8912030B2 (en) | 2012-09-24 | 2014-12-16 | International Business Machines Corporation | Method for radiation monitoring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004137346A (ru) | 2006-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10276610B2 (en) | Semiconductor photomultiplier | |
| US3593067A (en) | Semiconductor radiation sensor | |
| JPS61120466A (ja) | 半導体光検出素子 | |
| JP2009533870A (ja) | コンピュータ断層撮影及び他の撮像用途のための背面照射式フォトトランジスタ・アレイ | |
| US20140159180A1 (en) | Semiconductor resistor structure and semiconductor photomultiplier device | |
| CN101373782A (zh) | 半导体器件及其制造方法 | |
| RU2360327C2 (ru) | Пиксельная функционально-интегрированная структура детектора | |
| US20080121807A1 (en) | Radiation detector of the deltaE-E type with insulation trenches | |
| JPH07505502A (ja) | 検出器として動作する半導体ダイオードと該ダイオードに集積された増幅器回路を備えた検出器回路 | |
| US3452206A (en) | Photo-diode and transistor semiconductor radiation detector with the photodiode biased slightly below its breakdown voltage | |
| CN101383358A (zh) | 分割光电二极管 | |
| JPS6017956A (ja) | 耐放射線半導体素子 | |
| US20220028571A1 (en) | Semiconductor devices being exposed to radiation | |
| CN1091302C (zh) | 光检测装置及其制造方法 | |
| RU2583857C1 (ru) | Биполярная ячейка координатного фотоприемника - детектора излучений | |
| JP2933870B2 (ja) | 光検出装置及びその製造方法 | |
| JPH0582749B2 (ru) | ||
| JP2011082513A (ja) | シリコン光検出モジュール | |
| RU2532241C1 (ru) | Монолитный быстродействующий координатный детектор ионизирующих частиц | |
| RU2617881C2 (ru) | Интегральная схема быстродействующего матричного приемника оптических излучений | |
| Verzellesi et al. | Application of the BJT detector for simple, low-cost, and low-power alpha-particle detection systems | |
| RU2239916C1 (ru) | Полупроводниковый прибор, чувствительный к магнитному полю | |
| Mazza et al. | Development of AC-LGADs for Large-Scale High-Precision Time and Position Measurements | |
| CN116825795A (zh) | 改善噪声特性的差分式光电晶体管器件结构及使用方法 | |
| RU2078390C1 (ru) | Интегральная схема |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091222 |