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硅辐射探测器在很多领域得到应用。随着技术的发展,对探测器的性能要求也越来越高,传统的平面结构探测器已经难以满足对性能越来越高的需求。三维探测器的出现使这个问题出现了转机。三维探测器因其特有的电极结构使得耗尽电压降低,同时缩短的电极间距减少了电荷收集时间,提高了电荷搜集速率,使得探测器的性能有了很大程度的改善。另一方面,三维探测器的制造也带来了挑战。 本文对于三维探测器开展了探索性的研究,分析了探测器的制造工艺,重点针对硅通孔技术的深刻蚀工艺开展了仿真建模的研究,通过实验研究了腐蚀工艺,通过仿真研究了三维探测器的结构及工作原理。 研究了深刻蚀技术的工艺仿真方法,开发了基于设备参数的深刻蚀工艺仿真方法。本文采用多项式以及指数函数建模的方法,基于已有的实验测试数据,建立基于设备参数的横向和纵向刻蚀速率模型。与响应曲面方法相对比,本文提出的这种方法具有物理意义更加明确,适用性强的优点。 开发了基于设备参数的深刻蚀工艺仿真软件,基于平板功率、线圈功率、刻蚀气体流量对深刻蚀工艺进行仿真,仿真结果得到了实验的验证,可用于辅助深刻蚀工艺的开发。 针对辐射探测器的应用,通过实验研究了TMAH腐蚀高阻(111)晶向硅的工艺。测量了在不同反应温度和TMAH腐蚀液浓度的条件下测量硅片的腐蚀速率,掌握温度和腐蚀液浓度对腐蚀速率影响。测量硅片腐蚀后剩余厚度来研究腐蚀均匀性特点。同时通过显微镜观察硅片表面形貌,确定反应条件对硅片粗糙度的影响。 对三维探测器结构进行仿真,分析电极孔径、间距和衬底掺杂浓度等结构参数对探测器性能的影响,给出了横向耗尽电压和左侧、右侧电极下方耗尽电压随结构参数的变化。