在超薄SiO₂上通过聚激活道氧化物被动接触,用于高级辐射探测器

科学领域:

• 半导体物理 半导体物理
• 材料科学是一种材料科学.
• 辐射检测技术 辐射检测技术

背景情况:

• 传统的结探测器在化层和金属接触层中遭受载体重组,形成"死层",损害性能.
• 探测器中p+和n+层的现有表面被动化方案受到Auger和表面重组的限制,而金属接触会诱导显著的接口重组.

研究的目的:

• 引入和评估用于辐射探测器的新型道氧化物消极接触 (TOPCon) 与氧化物上的多化.
• 为了证明TOPCon结构中超薄接口氧化物层对载体选择性和表面被动化的有效性.
• 在和电流密度方面,将TOPCon的性能与传统的p-n和高低连接器进行比较.

主要方法:

• 道氧化物被动接触的制造使用超薄 (约. 1.5纳米) 介面氧化物层在和多聚之间.
• 描述载体运输属性,重点关注多数载体道和少数载体阻塞.
• 测量N型和P型TOPCon结构的和电流密度,有或没有金属接触.
• 对和电流密度的比较分析与传统的p-n和高低连接.

主要成果:

• 开发的TOPCon表现出卓越的表面被动化和载体选择性,即使使用金属接触器,和电流密度也低至5-10 fA/cm2.
• 超薄的界面氧化物层有效地通过道促进大多数载体的运输,同时阻止少数载体的运输.
• 与传统接口相比,TOPCon的和电流密度明显较低 (被动化时为10-90 fA/cm2,金属接触时为1000-6000 fA/cm2).

结论:

• 道氧化物消极接触器比辐射探测器的传统连接器提供了更高的性能.
• 在探测器侧实施n型TOPCon和p型TOPCon在后面可以提高电荷载体收集效率.
• 这种先进的被动化技术有望改善辐射探测器的能量分辨率和降低噪声水平.