耗尽型 CMOS 探测器结构中的中子辐照效应研究

本文给出了采用 LFoundry 150 nm HV-CMOS 工艺在初始电阻率 0.5 至 3 k$\Omega$cm 不等的 p 型衬底上制作的被动测试结构的 Edge-TCT 与 I-V 测量结果。样品经反应堆中子辐照至注量达 2$\cdot$10$^{15}$ n$_{\mathrm{eq}}$/cm$^2$。利用 Edge-TCT 测量耗尽深度。根据耗尽深度对偏置电压的依赖估算有效空间电荷浓度 $N_{\mathrm{eff}}$，并研究其随中子注量的变化。 $N_{\mathrm{eff}}$ 对注量的依赖随初始受主浓度变化，与其他 p 型硅测量结果一致。对 $N_{\mathrm{eff}}$ 和探测器电流在 60$^\circ$C 下进行了长达 1280 分钟的长期加速退火研究。研究发现，反向偏置探测器中的 $N_{\mathrm{eff}}$ 和电流行为符合辐照硅的预期。