Регистрация / Вход
Прислать материал

Функционально-интегрированные пиксельные структуры гибридных координатных детекторов ионизирующего излучения

Фамилия
Ефатеров
Имя
Иван
Отчество
Петрович
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Полупроводниковой электроники и физики полупроводников
Академическая группа
МЭН-16-2-2
Научный руководитель
д.т.н., проф. Мурашев В.Н.
Название тезиса
Функционально-интегрированные пиксельные структуры гибридных координатных детекторов ионизирующего излучения
Тезис

Создание качественных, высокоэффективных детекторов ионизирующих частиц является одной из основных задач современной науки.

Целью данной работы является поиск оптимальной конструкции детектора медицинского назначения.

Ранее, широкое распространение в мире получили стриповые детекторы. Приборы данного типа обладают простой конструкцией, но для детектирования ионизирующих частиц им необходима дополнительная электроника. Кроме этого со временем появилась потребность в более эффективных и быстродействующих детекторах, что и стало предпосылкой появления гибридной конструкции. Особенностью данной конструкции является объединение детектирующих и считывающих частей. Эти части представляют собой чипы с изготовленными на них матрицами пикселей. На регистрирующем чипе это, как правило,pin-диоды, а на считывающем – КМОП-структуры, позволяющие обрабатывать и выводить полученную информацию на экран.

Изначально гибридные структуры детекторов создавались по технологии флип-чип, которая заключается в раздельном изготовлении двух чипов, после чего обеспечивается прямое соединение пикселей данных частей, что делало данную технологию трудновыполнимой и дорогостоящей. В связи с чем была предложена конструкция, в которой соединение двух чипов происходит посредством диффузии примеси с высоколегированных контактных электродов, сформированных поверх пикселей матрицы считывающего чипа, в подложку регистрирующего чипа. При этом, в регистрирующем чипе происходит формирование матрицы пикселей pin-диодов.

Важным пунктом при создании гибридных детекторов является выбор материала, который осуществляется исходя из диапазона энергий ионизирующих частиц, которые будет детектировать прибор. В данной работе рассмотрены детекторы медицинского назначения, где диапазон энергий частиц варьируется от 10 до 150 кэВ. Для представленного интервала оптимальным материалом для создания детектирующего чипа является германий, позволяющий достичь квантовой эффективности 80 - 98 % и координатного разрешения не хуже 100 мкм. Обрабатывающий чип оптимально выполнять на кремниевой подложке.