Fabricación de un Detector de Silicio Amorfo Hidrogenado en Geometría 3-D y Prueba Preliminar en Prototipos Planos
Autores: Menichelli, Mauro; Bizzarri, Marco; Boscardin, Maurizio; Caprai, Mirco; Caricato, Anna Paola; Cirrone, Giuseppe Antonio Pablo; Crivellari, Michele; Cupparo, Ilaria; Cuttone, Giacomo; Dunand, Silvain; Fanò, Livio; Alì, Omar Hammad; Ionica, Maria; Kanxheri, Keida; Large, Matthew; Maruccio, Giuseppe; Monteduro, Anna Grazia; Moscatelli, Francesco; Morozzi, Arianna; Papi, Andrea; Passeri, Daniele; Peta
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Fabricación de un Detector de Silicio Amorfo Hidrogenado en Geometría 3-D y Prueba Preliminar en Prototipos Planos
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Hidrogenado
Silicio amorfo
Resistencia a la radiación
Deposición química de vapor mejorada por plasma
Colaboración 3D-SiAm
Diodos planos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
El silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H) se puede producir mediante deposición química de vapor asistida por plasma (PECVD) de SiH (silano) mezclado con hidrógeno. El material resultante muestra propiedades excepcionales de resistencia a la radiación y se puede depositar sobre una amplia variedad de sustratos. Los dispositivos que emplean tecnologías a-Si:H se han utilizado para detectar muchos tipos diferentes de radiación, a saber, partículas mínimamente ionizantes (MIPs), rayos X, neutrones e iones, así como protones y alfas de baja energía. Sin embargo, la detección de MIPs utilizando diodos a-Si:H planos ha demostrado ser difícil debido a su insatisfactorio ratio S/N que surge de una combinación de alta corriente de fuga, alta capacitancia y eficiencia de recolección de carga limitada (50% en el mejor de los casos para un diodo plano de 30 um). Para superar estas limitaciones, la colaboración 3D-SiAm propone emplear una geometría de detector 3D. El uso de electrodos verticales permite mantener una distancia de recolección pequeña mientras se preserva un gran grosor del detector para la generación de carga. El voltaje de agotamiento en esta configuración se puede mantener por debajo de 400 V con una consiguiente reducción en la corriente de fuga. En este artículo, tras una descripción detallada del proceso de fabricación, se ilustran los resultados de las pruebas realizadas en las estructuras p-i-n planas fabricadas con implantación iónica de los dopantes y con contactos selectivos de portadores.
Descripción
El silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H) se puede producir mediante deposición química de vapor asistida por plasma (PECVD) de SiH (silano) mezclado con hidrógeno. El material resultante muestra propiedades excepcionales de resistencia a la radiación y se puede depositar sobre una amplia variedad de sustratos. Los dispositivos que emplean tecnologías a-Si:H se han utilizado para detectar muchos tipos diferentes de radiación, a saber, partículas mínimamente ionizantes (MIPs), rayos X, neutrones e iones, así como protones y alfas de baja energía. Sin embargo, la detección de MIPs utilizando diodos a-Si:H planos ha demostrado ser difícil debido a su insatisfactorio ratio S/N que surge de una combinación de alta corriente de fuga, alta capacitancia y eficiencia de recolección de carga limitada (50% en el mejor de los casos para un diodo plano de 30 um). Para superar estas limitaciones, la colaboración 3D-SiAm propone emplear una geometría de detector 3D. El uso de electrodos verticales permite mantener una distancia de recolección pequeña mientras se preserva un gran grosor del detector para la generación de carga. El voltaje de agotamiento en esta configuración se puede mantener por debajo de 400 V con una consiguiente reducción en la corriente de fuga. En este artículo, tras una descripción detallada del proceso de fabricación, se ilustran los resultados de las pruebas realizadas en las estructuras p-i-n planas fabricadas con implantación iónica de los dopantes y con contactos selectivos de portadores.