Study of radiation damage in silicon detectors for high ... - F9

9. Povzetek doktorskega dela 117sredine energijske reze, ta pa s uenco, lahko povezavo med zapornim tokom in uencoopisemo z enacboj SCRw = I V = eq (9.8)kjer je koecient narascanja zapornega toka inV prostornina osiromasenega podrocja.Efektivna koncentracija primesi Primesi lahko leze v blizini (reda velikosti k B T )prevodnega oz. valencnega pasu (plitve primesi) ali pa so od njiju bolj oddaljene (globokeprimesi). Vpliv globokih primesi na efektivno koncentracijo dopantov je pomemben le vosiromasenem podrocju, kjer k prostorskemu naboju prispevajo donorji iz zgornje polovicein akceptorji iz spodnje polovice energijske reze. Ti torej povecajo efektivno gostotoprimesi N eff in s tem zvecajo napetost polnega osiromasenja.V neobsevanih polprevodnikih je koncentracija globokih primesi obicajno zanemarljiva,pomembne so le plitve primesi kot sta P in B. Pri obsevanju nastajajo tudi globokeprimesi, predvsem akceptorji, njihovakoncentracija je sorazmerna s uenco. Pri obsevanjusilicija tipa n torej efektivna koncentracija primesi zaradi nastajanja akceptorskih stanjv pricetku upada, v tocki inverzije se spremeni v tip p, nato pa N eff zopet narasca.Pri visokih uencah lahko N eff in s tem napetost polnega osiromasenja tako narasteta,da onemogocita normalno delovanje detektorja. To narascanje je ena najhujsih ovir zadelovanje silicijevih detektorjev v visoko sevalnem okolju.Medtem ko je narascanje koncentracije globokih akceptorjev s uenco eksperimentalnodobro potrjeno [14, 20,29, 30, 46], pa vpliv obsevanja na zacetne plitve donorje se nidokoncno razjasnjen. Po nekaterih modelih njihova koncentracija s uenco eksponentnoupada [29, 30], medtem ko se po drugih le kompenzirajo z nastalimi akceptorji [31].Zbiranje naboja Globoki nivoji, nastali pri obsevanju, zmanjsajo zivljenjski cas prostihnosilcev naboja in s tem izmerjen signal. Ker je zivljenjski cas obratno sorazmeren skoncentracijo globokih nivojev, le-ta pa je sorazmerna s uenco, je torej zivljenjski casobratno sorazmeren s uenco. Vendar na zbiranje naboja vplivajo le nivoji z emisijskimcasom, dolgim v primerjavi s casom zbiranja naboja.Meritve kazejo, da je padec signala zaradi slabsega zbiranja naboja pri uencahokoli 10 14 n/cm 2 priblizno 10% za zbiralne case reda 10 ns [13, 34].