міло, що насправді це не так, але якщо ми аналізуємо ефективність роботи структури в одиницях А/Вт, це значення не має, тому розглядається відносна величина. В якості вихідної структури для моделювання взяли:
Для виділення ефективності участі нижнього і верхнього контактів Ni63 у формуванні сигналу проводили моделювання характеристик pin структур при роботі тільки з верхнім контактом Ni63 і з контактами з обох сторін (малюнок 21). При цьому виникає питання про ефективність роботи джерела живлення. З'ясувалося, що ефективність нижнього контакту набагато нижче, ніж верхнього. Це пояснюється тим, що більша частина електронів верхнього контакту поглинається безпосередньо в області просторового заряду або поблизу неї, тоді як низькоенергетичні електрони нижнього контакту поглинаються далеко від області просторового заряду і вносять набагато менший внесок в сигнал (малюнок 22). Області просторового заряду досягають тільки високоенергетичні електрони. Проте, формування нижнього контакту виправдано, оскільки дозволяє домагатися більш рівномірного розподілу чутливості по енергіях. Однак, сумарна чутливість структури в А/Вт знижується, так як ми при розрахунку ефективності ділимо загальний струм на подвоєну потужність джерела випромінювання. Тому при аналізі впливу різних факторів на ефективність окремої структури доцільно використовувати результати в значеннях А/Вт, а при порівнянні роботи структур з одним і двома контактами необхідно розглядати радіаційно-стимульовані струми.
Малюнок 21? Вихідна кремнієва pin структура
Малюнок 22? Енергетична залежність радіаційно-стимульованих струмів в pin ??структурі при різному розташуванні контактів Ni63 (xj=1мкм)
4.3.1 Аналіз енергії втрат електронів в напівпровідниковій структурі
Моделювання проводилося в середовищі CASINO2 [45], при опроміненні пучком електронів зі значени?? ми енергії 20, 30 і 40 кеВ. Дана програма дозволяє будувати розподіл середньої втрати енергії електронів усередині різних матеріалів.
Так як пучок падає перпендикулярно поверхні зразка і зразок - однорідний, то розподілу втрат енергії буде володіти осьової симетрією. Особливий інтерес представляють окремі випадки розподілу втрати енергії, а саме, розподіл по глибині і по радіусу:
(66)
(67)
Вигляд кривих при різних енергіях пучка наведено на малюнку 23.
Малюнок 23 - Розподілу втрат енергії електронів по радіусу при енергії пучка 20, 30 і 40 кеВ
Розподілу енергії по радіусу різко убуває і зі збільшенням енергії пучка радіус втрат збільшується. Таким чином, найбільше електрони втрачають енергію на відстані не більше 100 нм в площині перпендикулярній падінню пучка електронів.
Залежність втрат енергії по глибині при різних енергіях пучка приведено малюнку 24.
Малюнок 24 - Розподілу втрат енергії електронів по глибині при енергії первинного пучка 20, 30 і 40 кеВ
Можна припустити, що електронно-діркові пари генеруються в локальній області простору прямо пропорційно втрати енергії електронів в даній області. Таким чином, моделюючи взаємодію електронного пучка з зразком і розраховуючи розподіл втрати енергії електронів, можна уявити просторовий розподіл електронно-доручених пар.
Частинки з енергією від 10 кеВ мають максимум енерговиділення на рівні 400 нм, тому для ефективного перетворення енергії іонізуючого випромінювання необхідно робити різкий pn перехід з глибиною залягання не більше 500 нм. Область просторового заряду повинна поширюватися на відстань 5-10 мкм. Електронно-діркові пари, згенеровані частинками з енергією менше 10 кеВ, практично не будуть вносити вклад у ток структури, оскільки вони будуть утворюватися в p + області і практично відразу рекомбінувати. Далі проведемо більш детальну оцінку різних параметрів.
.3.2 Оцінка впливу часу життя електронів р-області
Вплив рухливості рухливих носіїв заряду і часу життя однаково, і впливає на вклад квазінейтральних областей в чутливість. Чим менше рухливість і час життя, тим менше число носіїв заряду досягають області просторового заряду, отже, внесок квазінейтральних областей знижується. Рухливість і час життя рухливих носіїв заряду знижуються при збільшенні рівня легування, однак, при цьому змінюється і контактна різниця потенціалів, і, значить, буде змінюватися ширина області просторового заряду. Тому, щоб виділити тільки зміна часу життя будемо міняти час життя, не змінюючи рівня легування.
На малюнках 25, 26 показані зміна чутливості структури при зміні часу життя електронів в р-області для глибини залягання pn переходу 1 і 5 мкм. Видно, що чим менше глибина залягання pn переходу, тим менший вплив на спектральну чутливість зміни часу життя. Зрозуміло, що при меншій товщині p-шару електронам необ...
