硅探测器在极端中子注量下的测量

由低电阻率衬底上 75 $\mu$m 厚外延硅制成的薄 pad 探测器经反应堆中子辐照至 2.5$\times 10^{16}$ n/cm$^2$ 至 1$\times 10^{17}$ n/cm$^2$ 的注量。Edge-TCT 测量表明，有源探测器厚度限于外延层，即便在最高注量后也不向低电阻率衬底延伸。在反向与正向偏置下测量了探测器电流。正向电流在相同电压下高于反向电流，但二者差异随注量增加而减小。观察到反向偏置下约 700 V 以上电流急剧增加（击穿）。在 60$^\circ$C 下进行了累积退火时间达 1200 分钟的退火研究。结果显示反向电流以与较低注量下测得的相似时间常数退火。观察到因退火引起的正向电流小幅增加。利用 $^{90}$Sr 源的电子在正向与反向偏置配置下测量了收集电荷。反向偏置下收集电荷随偏置电压线性增加，在 2.5$\times 10^{16}$ n/cm$^2$ 时达 6000 个电子，在 1$\times 10^{17}$ n/cm$^2$ 时达 3000 个电子。由于击穿，在反向偏置约 $\sim$ 700 V 以上测得噪声急剧增加，导致 S/N 比变差。低偏置电压下正向偏置比反向偏置测得电荷略多，但反向偏置下获得更好的 S/N 比。根据正向偏置下电荷收集测量估算了有效俘获时间，显示高注量下其远长于由低注量测量外推的值——在 1$\times 10^{17}$ n/cm$^2$ 时测得值大 6 倍。