高阻硅和化合物半导体探测器的研制和应用(英文)

叙述了高阻硅和化合物半导体探测器的研制和它在核医学中的应用;着重分析了高阻硅探测器和GaAs探测器为满足在核医学中的应用以及探测器在制备中所必须解决的几个关键技术。对高阻硅探测器来说,必须提高对能量为28.5keV的~(125)IX射线的计数率(探测效率),为此采用了圆锥型台面结构,这一方面可以适当增加探测器样品的厚度,另一方面在相同工作电压下可提高探测器对电荷的收集电场。对GaAs探测器来说,必须提高探测器的电荷收集性能,为此采用了样品的减薄技术和制备欧姆接触的热处理技术。使GaAs探测器在加上适中的反向偏压后,可得到一全耗尽的探测器,并可得到较低的正向导通电压和一较薄的弱场区。解决了这几个技术关键后,探测器对28.5keV的~(125)IX射线的能谱响应和计数特性均有了明显的提高,在相同测试条件和本底计数的情况下,探测效率提高了三到五倍。     

化合物半导体探测器

根据半导体核辐射探测器对材料的要求,在z>30,E_g在1.3—2.6eV间的二元化合物半导体中,HgI_2、CdTe和CdSe可能是三种最好的材料,讨论了用这三种材料制成的探测器性能。介绍了我国核探测器用化合物半导体的研制情况。     

硅半导体探测器个人剂量仪的研制

介绍个人剂量仪的工作原理,利用硅半导体光电二极管测量X、γ射线的特性和新颖的软件处理算法设计了一款个人剂量仪。在中国原子能科学研究院国防科技工业电离辐射一级计量站对仪器进行了测试,测试结果:剂量率测量范围(0.1μSv/h~1 Sv/h);剂量率固有误差:-15%~+4.7%;累积剂量固有误差:-11%~+5.7%;角响应:-19%~+4%(垂直方向),-20%~-2%(水平方向);在能量60 ke V~1.332 Me V范围内,相对137Cs的能量响应:-22%~+0.4%;实验测试结果符合国家剂量仪鉴定规程JJG1009-2006的要求。     

探测器级高阻硅及其与器件的关系

本文就探测器级硅单晶的制备工艺和参数等进行了有益的探讨，发现高真空深度提纯之区熔硅单晶中的细微缺陷，乃是影响探测器制作和性能的关键参数。     

高阻NTD硅低能β,γ和X射线探测器

本文叙述了高阻NTD硅低能β,γ和X射线探测器的制备工艺和性能,探测器的灵敏面积为15mm~2,厚2.3mm。在77K温度下用脉冲光反馈前置放大器对最大端点能量为18.6keV的氚β,~(241)Am 59.5keV的低能γ和X射线的能谱及~(55)Fe 5.9keV的X射线进行了测量。对~(55)Fe 5.9keV的X射线能量分辨率为190eV,并可在室温下存放。     

化合物半导体GaAs CdTe核辐射探测器

叙述了半绝缘砷化镓体单晶表面势垒探测器和碲化镉单晶表面势垒探测器的制备工艺、特性以及它们对低能γ射线~(125)I,~(241)Am,~(57)Co在室温下工作时的能谱响应。着重讨论了欧姆接触所引起的正向电阻的大小对探测器性能的影响。讨论了制备工艺中表面纯化和老     

金硅面垒半导体探测器

本文介绍金硅面垒探测器的制作工艺及性能。灵敏面积直径为6mm、8mm和13mm的探测器在20℃左右对α粒子的能量分辨率(FWHM)分别为11.7keV,12.2keV(~(241)Am)和14.8keV(~(244)Cm)。     

微结构半导体中子探测器研制

微结构半导体中子探测器具备探测效率高、响应时间快、体积小等优点,性能相对传统平面型半导体中子探测器有本质提升。采用蒙卡方法分析了器件微结构参数对沟槽型微结构探测器的性能影响规律,并结合工艺条件制备出沟槽宽度26μm,沟槽间距13μm,沟槽深度22μm,灵敏区面积1.8×1.8 cm~2的微结构探测器。该探测器在10 V的反向偏压下,漏电流仅1.24×10~(-7)A/cm~2,优于国外研究组报道的漏电流特性。利用同位素α源开展了带电粒子探测性能测试,所制备微结构探测器可实现241Am源α粒子探测。在外加0 V偏压时,微结构探测器即可获得与电子学噪声区分明显的241Am源α粒子能谱。本工作证明了微结构探测器对带电粒子具有良好的探测性能。     

厚硅半导体探测器表面现象的研究

本文研究了N-I-P型探测器的表面现象与反向电流的关系。若只考虑表面复合速度,忽略反型层的影响,而在电场作用下表面复合速度对光谱性能的影响的计算结果与实验结果又不符合,则说明表面现象不能只用表面复合速度来解释。此外,用克里斯坦森(H.Christenson)方法观察了反型层与沟道的形成,并对反向电流产生的原因作了定性的解释。     

半导体探测器的测试和应用

本工作主要是通过对大量的金硅面垒型和锂漂移型硅半导体核辐射探测器在空气中、真空中和冷却情况下的测试,了解影响能量分辨率、时间分辨率和使用寿命的因素,掌握探测器的最佳使用条件,从而应用这种探测器进行核反应带电粒子能谱、核衰变能谱及甄别粒子的测量,并取得了一些较好的结果。     

离子注入微型半导体探测器的研制

国际上最早使用的微型探测器是盖革-缪勒计数器,并用它首次对活体内的肿瘤进行了测试。六十年代以来,它逐步为半导体探测器所代替。七十年代以来,微型半导体探测器已广泛地用于血流动力学、肺功能研究以及食管、胃和眼睛等体内和体表器官的诊断。我们也曾用半导体硅探测器对甲状腺节结进行过测试,效果良好。     

GaAs化合物半导体光电导型探测器

本课题研发的GaAs化合物半导体光电导型探测器可用于脉冲辐射束的探测。化合物半导体GaAs、InP光电导探测器加上恒定电压，在脉冲X、γ射线束的照射下，光电导探测器的电阻下降，而在电极输出端输出正比于电阻变化的电流脉冲信号。本实验采用面垒工艺技术制备GaAs光电导探测器。     

硅多条探测器的研制

描述了用微电子工艺技术成功研制硅多条探测器的制备工艺技术及测试结果。这种探测器的灵敏面积为50mm×20mm。P掺杂面被等分成相互平行的,长度为20mm,宽度为3mm的16硅条,相邻条之间的间距为140μm。当探测器工作在全耗尽偏压下,每一条的反向漏电流的典型值<2nA。对239Pu α粒子的能量分辨为0.5％~0.9％,相邻条之间的相互影响(crosstalk)为4％~8％。     

新型半导体探测器发展和应用

新型半导体探测器如硅微条、Pixel、CCD、硅漂移室等,近些年发展很快,在高能物理和天体物理实验中作为顶点及径迹探测器应用很广。主要是它们的位置分辨率非常高,像硅微条探测器．目前可做到好于1．4μm,这是任何气体探测器和闪烁探测器很难做到的。主要介绍这些新型半导体探测器的结构、原理、及其发展在高能物理、天体物理、核医学等领域应用。     

室温半导体探测器的发展和应用

重点阐述了室温半导体核辐射探测器的发展和现状,详细讨论了常见化合物半导体探测器材料的性能指标、应用范围和进展情况,简单介绍了新型Si半导体探测器的进展情况。旨在为读者选择、使用室温半导体探测器提供参考。     

金-硅面垒型半导体探测器

本文扼要地叙述了金-硅面垒探测器的制备工艺过程,并对此探测器的各种性能,包括伏安特性、势垒电容、噪声、对Po~(210)源α粒子的响应讯号、能量分辨率、温度效应和γ辐照效应等方面作了比较系统的测量。对结果进行了讨论。同时利用测得的结果探讨了一些探测器本身的半导体性能,如平均电离能ε_0和材料的寿命τ等。最后介绍了用表面复盖有硼膜和铀层的这种探测器记录中子的情况。     

用于半导体探测器研制的数字影像显微系统

光学显微检测在半导体探测器研制的多个环节具有重要意义.利用较低价单元、部件组装了一套数字影像光学显微系统,性能与国外中档产品相当,性价比卓越.该系统拥有微机控制的高清晰数字摄影装置,配置大屏幕监视器,搭载高倍干系物镜,分辨率达到0.2μm,可以进行明暗场、偏光、干涉观测.它可以方便的用于缺陷、沾污控制,图形检测,表面光洁度检验,材料鉴定等方面,还可用于测试、封装、修理等精细操作.通过观察焊点的表面形貌,钎料合金的显微结构,可以鉴定焊点质量.如果结合多光束干涉技术可用于表面起伏的精细测量.论文叙述了该系统在半导体探测器研制上的应用,详述了其建造细节.     

化合物半导体GaAs CdTe核辐射探测器(英文)

叙述了半绝缘砷化镓体单晶表面势垒探测器和碲化镉单晶表面势垒探测器的制备工艺、特性以及它们对低能γ射线~(125)I,~(241)Am,~(57)Co在室温下工作时的能谱响应。着重讨论了欧姆接触所引起的正向电阻的大小对探测器性能的影响。讨论了制备工艺中表面纯化和老化对表面势垒探测器性能的影响,同时研究了欧姆接触制备工艺和所选用来制备欧姆接触的材料如Ni-Ge-Au,In-Ge-Ag等对探测器性能的影响。