提升京都 SOI 像素传感器的电荷收集效率

我们一直在为下一代 X 射线天文卫星开发 X 射线 SOIPIXs。其高时间分辨率（$\sim10~\mu$s）和事件触发输出功能使我们能够无堆叠地读出并使用反符合系统。其在成像光谱方面的性能与 CCD 相当。我们先前模型的一个问题是像素边界处电荷收集效率（CCE）的退化。我们在 SPring-8 使用 $10~\mu$m\Phi$ 的精细准直 X 射线束测量了亚像素尺度的响应，并研究了像素内 CCE 的不均匀性。我们发现，在埋藏 p 阱（BPW）外部放置的像素电路下方的传感器区域中，X 射线探测效率和 CCE 发生退化。电场的二维模拟表明，BPW 外部的孤立像素电路在传感器层与埋氧层界面处的电势中产生了局部极小值。因此，部分信号电荷被捕获在此处，而未被收集到 BPW。基于此结果，我们修改了像素内电路的布局，使电场能够向 BPW 汇聚。我们证实，改进后的模型成功提升了像素边界处的 CCE。