辐照 MOS 电容器 Si/SiO$_2$ 界面表面损伤的建模

在 SiO$_2$ 钝化的硅粒子探测器中，电离辐射引起的表面损伤主要包括沿氧化物内部及靠近 Si/SiO$_2$ 界面处积累的正电荷层以及氧化层陷阱电荷和界面陷阱。高密度正界面净电荷会对多通道 $n$-on-$p$ 传感器的运行产生不利影响，因为在 Si/SiO$_2$ 界面下产生的反型层会通过电极间形成导电沟道而导致位置分辨率丧失。在辐射诱导的氧化层电荷与界面陷阱积累研究中，对经 n/$\gamma$ 和 $\gamma$ 辐照的金属-氧化物-半导体（MOS）电容器进行的电容-电压表征研究表明，当氧化层电荷密度辅以密度与氧化层电荷相当的受主型和施主型深界面陷阱时，测量与仿真之间可高度吻合。采用经调谐的氧化层电荷密度和界面陷阱对 $n$-on-$p$ 传感器进行的对应条间电阻仿真与实验结果高度吻合。在面向极端辐射环境的 $n$-on-$p$ 传感器隔离注入工艺参数优化中，可考虑辐射诱导深界面陷阱积累对电极间隔离的有益影响。