[發明專利]大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器及其設計方法

在審

• 申請號: 201810539211.0
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108920758A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 李正;劉曼文
• 申請（專利權）人: 李正
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H01L31/115
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器的設計方法，其特征在于，所述大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器的設計方法，包括以下步驟：

(1)確定硅漂移探測器前后表面的電勢：

圓柱形雙面硅漂移探測器的內部漂移電場與探測器的上下兩個表面電勢分布有關，圓柱形雙面硅漂移探測器內部的任何一點(r,x,θ)的負電勢應滿足以下條件：

其中，x為探測器厚度方向的坐標，r為沿著圓柱形半徑方向的坐標，θ為角坐標，這樣泊松方程可以簡化為以下形式：

其中N_eff是SDD的有效摻雜濃度，方程(2)的解即為：

其中，V_fd＝qN_Dd²/2ε₀ε為全耗盡電壓，d是SDD的厚度，Φ(r)和Ψ(r)分別是前后表面的電勢(x＝0和x＝d)：

Φ(r)＝φ(r,x＝0)and Ψ(r)＝φ(r,x＝d)。

(2)擬采用數學變分法計算載流子在硅漂移探測器中漂移時從點S₁到點S₂的最佳漂移路徑：

假定反面的電壓分布與正面的電壓分布是成正比的，有：

Ψ(r)＝V_B+γΦ(r) (0≤γ＜1) (5)

進而可得到最佳的漂移路徑；

(3)確定最佳漂移路徑的常數漂移電場：滿足沿著最佳漂移路徑上的電場為一常數，即E_dr,r(r,x_ch(r))＝E_dr,r，而得到的常數漂移電場的表面電勢分布須由如下方程確定：

其對應的表面電場分布為：

V_fd為全耗盡電壓，分析可知，常數漂移電場完全由所加的電壓決定：

2.如權利要求1所述的大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器的設計方法，其特征在于，大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器中γ>0。

3.如權利要求1所述的大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器的設計方法，其特征在于，漂移軌道的電勢分布呈線性(即電場為一常數)，而前表面的電勢分布是非線性的，特別是靠近外環電極時。

4.一種通過權利要求1所述的大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器的設計方法設計的一種大面積同心圓狀圓柱形雙面硅漂移探測器。