一种模拟质子辐照硅条传感器观测表面特性的方法

在 CERN 世界最大粒子物理加速器 LHC 计划进行的高亮度升级期间，安装在 CMS 实验顶点和径迹部分的 Position sensitive silicon detectors 将面临比当前系统设计更为强烈的辐射环境。为了将径迹探测器升级至所需的性能水平，已经进行了广泛的测量和模拟研究。Synopsys Sentaurus TCAD 模拟包中针对质子辐照器件体特性的缺陷模型所产生的模拟结果与硅条探测器的测量结果高度吻合。然而，由于注量增加导致的表面损伤，该模型未能提供预期的行为。解决方案需要一种不影响质子模型产生的准确体特性，而仅在其基础上增加靠近表面所需的辐射诱导特性的方法。这些特性包括观测到的条带探测器电荷收集效率 (CCE) 的位置依赖性。本文将介绍一种寻找缺陷模型的过程，该模型能够复现正确的 CCE 损失，以及其他直至注量 $1.5\times10^{15}$ 1 MeV n$_{\textrm{eq}}$ cm$^{-2}$ 的条带探测器表面特性。当应用于不同注量下的 CCE 损失测量时，该方法可能提供作为剂量函数的 SiO2/Si 界面氧化电荷积累参数化手段。