12 keV X射线在高阻n型硅MOS结构中引起的辐射损伤研究
仪器与探测器
2012-01-11 v2
摘要
欧洲X射线自由电子激光器(XFEL)的成像实验要求硅像素传感器具有非凡的性能指标：高达1 GGy的12 keV光子剂量，每个200 μm × 200 μm像素在不到100 fs内接收高达10^5个12 keV光子，以及XFEL脉冲之间220 ns的时间间隔。为了应对这些挑战，特别是辐射损伤问题，我们研究了在高阻n型硅上制造的MOS电容器的SiO₂层和Si-SiO₂界面的性质，这些电容器受到10 kGy至1 GGy的X射线辐照。在不同频率下进行了电容/电导-电压(C/G-V)测量，以及热介电弛豫电流(TDRC)测量。数据可以用辐射相关的氧化物电荷密度和硅带隙中具有高斯型能量分布的三个主要辐射诱导界面态来描述。研究发现，固定氧化物电荷和三个界面态的密度在剂量值达到约10 MGy时增加，然后饱和甚至下降。C/G-V测量的形状和频率依赖性可以通过一个使用从TDRC测量中提取的参数的简单模型进行定量描述。
引用
@article{arxiv.1107.5949,
title = {Study of radiation damage induced by 12 keV X-rays in MOS structures built on high resistivity n-type silicon},
author = {Jiaguo Zhang and Ioana Pintilie and Eckhart Fretwurst and Robert Klanner and Hanno Perrey and Joern Schwandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.5949},
year = {2012}
}
备注
14 pages and 7 figures