用于X射线天文学的钉扎耗尽二极管SOI像素传感器的亚像素响应：网格实验的初步结果
天体物理仪器与方法
2019-09-04 v1
摘要
我们一直在为日本主导的未来X射线天文任务“FORCE”开发单片有源像素传感器“XRPIX”，该任务将在1–80 keV能段观测X射线天空，角分辨率优于15角秒。XRPIX是FORCE搭载成像系统两个传感器叠层中的上层传感器，覆盖低于20 keV的X射线能段。XRPIX器件由用于X射线探测的完全耗尽高阻硅传感器层、用于CMOS读出电路的低阻硅层以及中间的埋氧层构成，采用0.2 μm CMOS绝缘体上硅（SOI）技术制造。每个像素具有触发电路，可实现10 μs时间分辨率，比X射线天文CCD高出几个数量级。我们近期在XRPIX器件中引入了一种新型器件结构——钉扎耗尽二极管（PDD），并成功改善了谱性能，特别是在使用触发功能的读出模式下。本文中，我们首次对XRPIX器件施加网格实验，以研究PDD器件在亚像素分辨率下的谱响应。我们确认PDD结构解决了在单SOI结构（传统器件结构类型）中发现的像素边界处及像素电路下方区域电荷收集效率的显著退化。另一方面，谱线轮廓呈现低能拖尾的偏斜，且线峰在像素边界附近略有偏移，这导致了能量分辨率的退化。
引用
@article{arxiv.1905.10829,
title = {Subpixel Response of SOI Pixel Sensor for X-ray Astronomy with Pinned Depleted Diode: First Result from Mesh Experiment},
author = {Kazuho Kayama and Takeshi G. Tsuru and Takaaki Tanaka and Hiroyuki Uchida and Sodai Harada and Tomoyuki Okuno and Yuki Amano and Junko S. Hiraga and Masayuki Yoshida and Yasuaki Kamata and Shotaro Sakuma and Daito Yuhi and Yukino Urabe and Hiroshi Tsunemi and Hideaki Matsumura and Shoji Kawahito and Keiichiro Kagawa and Keita Yasutomi and Sumeet Shrestha and Syunta Nakanishi and Hiroki Kamehama and Yasuo Arai and Ikuo Kurachi and Ayaki Takeda and Koji Mori and Yusuke Nishioka and Kohei Fukuda and Takahiro Hida and Masataka Yukumoto and Takayoshi Kohmura and Kouichi Hagino and Kenji Oono and Kousuke Negishi and Keigo Yarita},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.10829},
year = {2019}
}
备注
10 pages, 7 figures, , Conference proceedings for PIXEL2018