小像元尺寸 sCMOS 传感器的 X 射线性能及耗尽层深度的影响
仪器与探测器
2022-12-14 v1 天体物理仪器与方法
高能物理 - 实验
摘要
近年来，科学互补金属氧化物半导体（sCMOS）器件因其高帧率、低暗电流、高辐射耐受性和低读出噪声等特性，在 X 射线探测中的应用日益广泛。我们测试了一款背照式（BSI）sCMOS 传感器的基本性能，其像元尺寸为 6.5 um * 6.5 um。在 -20C 温度下，读出噪声为 1.6 e，暗电流为 0.5 e/pixel/s，单像元事件的能量分辨率达到 204.6 eV。我们还使用三种不同耗尽深度的传感器版本考察了耗尽深度对传感器性能的影响。我们发现，具有更深耗尽区的传感器能对各类像素分裂图案的事件实现更好的能量分辨率，并在收集 X 射线光子产生的光电子方面具有更高效率。我们进一步用重心（CG）模型研究了耗尽深度对电荷扩散的影响。基于本工作，建议采用高耗尽 sCMOS 用于软 X 射线能谱学应用。
引用
@article{arxiv.2211.16901,
title = {X-ray Performance of a Small Pixel Size sCMOS Sensor and the Effect of Depletion Depth},
author = {Yu Hsiao and Zhixing Ling and Chen Zhang and Wenxin Wang and Quan Zhou and Xinyang Wang and Shuang-Nan Zhang and Weimin Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.16901},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 13 figures. Accepted for publication in JInst