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基底均匀和梯度掺杂下EBCMOS电荷收集效率的优化模拟

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中国激光 2023年

作者：焦岗成宋德闫磊肖超李野陈卫军长春理工大学物理学院微光夜视技术重点实验室

为获得高增益的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件，根据载流子输运理论，采用蒙特卡洛方法，理论研究了EBCMOS基底在不同掺杂方式和结构参数条件下的二次电子电荷收集影响规律。结果表明：当基底均匀掺杂时，减少掺杂浓度、降低基底厚度... 详细信息

为获得高增益的电子轰击型CMOS(EBCMOS)成像器件，根据载流子输运理论，采用蒙特卡洛方法，理论研究了EBCMOS基底在不同掺杂方式和结构参数条件下的二次电子电荷收集影响规律。结果表明：当基底均匀掺杂时，减少掺杂浓度、降低基底厚度及缩小近贴距离可以有效提高电荷收集效率。当基底梯度掺杂时，减少重掺杂浓度区域的范围，可以有效提高电荷收集效率。仿真优化后器件的电荷收集效率最高达到86.28%，可为国产EBCMOS器件的研制提供理论支撑。

关键词：夜视技术 EBCMOS 电荷收集效率梯度掺杂

钝化层及P型基底结构优化对电子轰击型有源传感器电荷收集效率影响的研究

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中国激光 2023年第18期50卷 232-240页

作者：宋园园宋德李野陈卫军刘春阳长春理工大学物理学院吉林长春130022

为获得高增益的电子轰击型有源传感器(EBAPS),对EBAPS成像器件中电子倍增层的电荷收集效率的影响因素进行了研究。基于载流子输运理论,采用蒙特卡罗方法研究了钝化层种类、厚度、入射电子能量、P型基底厚度和掺杂浓度对二次电子分布及... 详细信息

为获得高增益的电子轰击型有源传感器(EBAPS),对EBAPS成像器件中电子倍增层的电荷收集效率的影响因素进行了研究。基于载流子输运理论,采用蒙特卡罗方法研究了钝化层种类、厚度、入射电子能量、P型基底厚度和掺杂浓度对二次电子分布及收集的影响。结果表明:为提高入射电子的入射深度进而提高电荷收集效率,宜采用密度小的SiO_(2)作为钝化层;为了减少钝化层对倍增电子的复合进而提高电荷收集效率,宜降低钝化层厚度和提高入射电子能量;为了降低倍增电子扩散过程中载流子的复合进而提高电荷收集效率,宜降低P型基底的厚度和掺杂浓度。

关键词：材料传感器电子轰击有源像素传感器均匀掺杂电子倍增层钝化层电荷收集效率

化学气相沉积金刚石薄膜探测器对α粒子的电荷收集效率

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强激光与粒子束 2009年第7期21卷 1083-1087页

作者：雷岚欧阳晓平曹娜张显鹏王兰仲云红西北核技术研究所西安710024

实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am,243Am与244Cmα粒子的能谱响应,得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系;获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处... 详细信息

实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am,243Am与244Cmα粒子的能谱响应,得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系;获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处的相对电荷收集效率。结果表明:所研制的CVD金刚石薄膜探测器性能稳定,对α粒子响应的电荷收集效率随偏压的增加而趋于饱和,对α粒子平均电荷收集效率达33.5%,谱下降沿10%处的电荷收集效率达57%。

关键词：金刚石薄膜半导体探测器电荷收集效率辐射测量粒子探测化学气相沉积

平面型CdZnTe探测器电荷收集效率对能谱测量的影响

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上海大学学报（自然科学版） 2016年第2期22卷 231-237页

作者：李杨罗文芸贾晓斌张家磊王林军上海大学环境与化学工程学院上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200072

采用蒙特卡洛程序Geant4构建平面型CdZnTe探测器,模拟^(241)Am(59.5 keV)与^(137)Cs(662 keV)两种不同能量射线从阴极面垂直入射探测器.通过在Geant4中添加Hecht方程来计算探测器不同位置处的电荷收集效率.根据模拟输出的能谱,结合能量... 详细信息

采用蒙特卡洛程序Geant4构建平面型CdZnTe探测器,模拟^(241)Am(59.5 keV)与^(137)Cs(662 keV)两种不同能量射线从阴极面垂直入射探测器.通过在Geant4中添加Hecht方程来计算探测器不同位置处的电荷收集效率.根据模拟输出的能谱,结合能量沉积分布、电子-空穴对分布及其相互作用类型,在考虑电荷收集效率的情况下,研究了探测器能谱测量的变化.结果发现,在考虑电荷收集效率后,能谱向低能部分偏移,偏移程度与最大电荷收集效率紧密相关.

关键词： Geant4 CdZnTe探测器电子空穴对电荷收集效率能谱

电子轰击有源像素传感器电荷收集效率理论模拟研究

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电子轰击有源像素传感器电荷收集效率理论模拟研究

作者：朴雪长春理工大学

学位级别：硕士

由于电子轰击有源像素传感器(EBAPS)具有高探测灵敏度、高机电一体化、低功耗、体积小和低成本CMOS加工工艺等优点,因此得到了国内外微光成像领域的特别关注。基于EBAPS的性能受其电子倍增层结构参数的影响,本文针对电子倍增层结构与电... 详细信息

由于电子轰击有源像素传感器(EBAPS)具有高探测灵敏度、高机电一体化、低功耗、体积小和低成本CMOS加工工艺等优点,因此得到了国内外微光成像领域的特别关注。基于EBAPS的性能受其电子倍增层结构参数的影响,本文针对电子倍增层结构与电荷收集效率的关系进行了理论模拟研究。首先,依据低能电子与固体相互作用模型结合Monte Carlo方法,模拟分析了电子入射到样品中的电子散射特性;其次,模拟分析了电子入射到EBAPS倍增区域内倍增电子的分布情况,建立倍增区域内倍增电子的分布模型,得到倍增电子的轨迹分布。最后,建立了基底均匀掺杂和梯度掺杂情况下电子轰击有源像素传感器(EBAPS)的电荷收集效率(CCE)的计算模型,依据半导体基础理论分别研究了基底均匀掺杂情况下,不同掺杂浓度、膜厚以及入射电子能量对电荷收集效率的影响,电荷收集效率理论模拟结果与已报道的(4KeV,均匀掺杂)实测的结果较为符合;同时研究了梯度掺杂情况下,不同掺杂模型的电荷收集效率,最终得到较高的电荷收集效率为92%。本文模拟研究结果可以为高增益的EBAPS的制备提供理论依据。

关键词：微光夜视技术电子轰击有源像素传感器电子倍增层电荷收集效率

基底均匀掺杂下EBAPS电荷收集效率的模拟研究

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红外与激光工程 2016年第2期45卷 48-52页

作者：宋德石峰李野微光夜视技术重点实验室陕西西安710065 长春理工大学理学院吉林长春130022

对P型基底均匀掺杂的情况下电子轰击有源像素传感器(EBAPS)的电荷收集效率进行了理论模拟研究,依据低能电子与固体的相互作用模型结合Monte-Carlo计算方法模拟了光电子入射到死层和倍增层中的运动轨迹,并分析了经过死层后的能量损失率... 详细信息

对P型基底均匀掺杂的情况下电子轰击有源像素传感器(EBAPS)的电荷收集效率进行了理论模拟研究,依据低能电子与固体的相互作用模型结合Monte-Carlo计算方法模拟了光电子入射到死层和倍增层中的运动轨迹,并分析了经过死层后的能量损失率所受影响因素;依据半导体理论研究了P型基底掺杂浓度、膜厚、入射电子能量对电荷收集效率的影响因素。最终获得的电荷收集效率理论模拟结果与已报道的(4 ke V,均匀掺杂的EPAPS)实测的结果较为相符,表明此文的模拟结果可以为高增益的EBAPS的制作提供理论指导。

关键词：电子轰击有源像素传感器能量损失率电荷收集效率死层

CVD金刚石薄膜探测器对γ射线响应的电荷收集效率测量方法

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现代应用物理 2013年第4期4卷 307-312页

作者：雷岚欧阳晓平夏良斌谭新建张小东西北核技术研究所西安710024

理论研究发现,在薄型半导体探测器前添加一定厚度的杂散电子过滤片,可以有效过滤探测系统中散射电子,准确测定探测器对γ射线诱发电子的电荷收集效率。以电荷收集效率为100%的Si-PIN探测器作为该测量方法理论模拟和实验校验的基准,建立... 详细信息

理论研究发现,在薄型半导体探测器前添加一定厚度的杂散电子过滤片,可以有效过滤探测系统中散射电子,准确测定探测器对γ射线诱发电子的电荷收集效率。以电荷收集效率为100%的Si-PIN探测器作为该测量方法理论模拟和实验校验的基准,建立了化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)金刚石薄膜探测器对γ射线响应时电荷收集效率的测量方法和系统。研究结果表明:所研制的CVD金刚石薄膜探测器,在600V饱和偏压下,电荷收集效率在常态时为55%,在"priming"状态时可达69%。

关键词：金刚石薄膜半导体探测器电荷收集效率辐射测量化学气相沉积

P外延层均匀掺杂下EBAPS电荷收集效率的模拟研究

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P外延层均匀掺杂下EBAPS电荷收集效率的模拟研究

电离效应对EBCMOS中电子倍增层增益的影响研究

国防光电子论坛第二届新型探测技术及其应用研讨会

作者：宋德石峰李野微光夜视技术重点实验室长春理工大学理学院

本文对P型衬底均匀掺杂的情况下电子轰击有源像素传感器(EBAPS)的电荷收集效率进行了理论模拟研究:依据低能电子与固体的相互作用模型结合Monte-Carlo方法模拟了电子入射到钝化层和P型衬底中的电子轨迹,并分析了经过钝化层后的能量损失... 详细信息

本文对P型衬底均匀掺杂的情况下电子轰击有源像素传感器(EBAPS)的电荷收集效率进行了理论模拟研究:依据低能电子与固体的相互作用模型结合Monte-Carlo方法模拟了电子入射到钝化层和P型衬底中的电子轨迹,并分析了经过钝化层后的能量损失率所受影响因素;依据载流子扩散理论研究了P型外延层掺杂浓度、膜厚、入射电子能量对电荷收集效率的影响因素。最终获得的电荷收集效率理论模拟结果与已报道的(4keV,均匀掺杂的EPAPS)实测的结果较为相符,表明本文的模拟结果可以为高增益的EBAPS的制作提供理论指导。

关键词：电子轰击有源像素传感器能量损失率电荷收集效率钝化层

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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半导体光电 2024年第2期45卷 222-227页

作者：陈文娥陈卫军宋德焦岗成李野赵鹏李书涵王重霄梁荣轩岳纪鹏长春理工大学物理学院长春130022 微光夜视重点实验室西安710065

采用蒙特卡罗模拟方法研究了电子轰击互补金属氧化物半导体(EBCMOS)成像器件中高能电子轰击半导体时产生的电离效应对电荷收集效率和电子倍增层增益的影响。分析了入射电子能量、p型衬底层掺杂浓度、电子倍增层和钝化层厚度对电荷收集... 详细信息

采用蒙特卡罗模拟方法研究了电子轰击互补金属氧化物半导体(EBCMOS)成像器件中高能电子轰击半导体时产生的电离效应对电荷收集效率和电子倍增层增益的影响。分析了入射电子能量、p型衬底层掺杂浓度、电子倍增层和钝化层厚度对电荷收集效率和增益的影响。结果表明,增加入射电子能量(小于4keV)、减小电子倍增层和钝化层厚度、降低掺杂浓度等是提高电荷收集效率和电子倍增层增益的有利途径,可为获得高增益的EBCMOS器件提供理论支撑。

关键词：电子轰击互补金属氧化物半导体电离效应电荷收集效率增益