中子辐照硼掺杂硅垫片二极管和低增益雪崩探测器的缺陷特性研究
摘要：高能物理探测器，如用于高亮度LHC实验中的快速定时探测器的低增益雪崩探测器（LGAD），必须具有显著的辐射耐受性。因此，对高度硼掺杂的增益层受辐射影响的影响非常重要，因为由于所谓的受体去除效应（ARE），会发生辐射诱发的活性硼杂质失活。在本文中，我们通过深能级瞬变光谱和热激电流技术等进行了缺陷光谱测量，测量对象为不同电阻的中子辐照的p型硅垫二极管以及辐照量达到1 x 10 ^ 15 neq/cm的LGAD。我们展示了，对于用电子、中子或质子辐照的硅垫二极管，缺陷电子性质和缺陷引入速率的测定是直接的，而对于LGAD，DLTS和TSC测量受到增益层影响非常大。结果表明，增益层电容的测量受频率和温度的强烈影响，在DLTS中导致电容下降，且测量结果不可靠。使用TSC可以很好地观察到形成在LGAD中形成的缺陷，并与在硅垫二极管中形成的缺陷进行比较。然而，将缺陷准确地分配给增益层或体区仍然具有挑战性，LGAD的电荷放大效应对缺陷浓度的准确确定产生影响。此外，我们将证明，根据TSC测量条件，在辐照的LGAD中形成缺陷诱导的剩余内部电场会影响从缺陷态发射的载流子的电流信号。
作者：Anja Himmerlich, Nuria Castello-Mor, Esteban Curras Rivera, Yana Gurimskaya, Vendula Maulerova-Subert, Michael Moll, Ioana Pintilie, Eckhart Fretwurst, Chuan Liao, Jorn Schwandt
论文ID：2209.07186
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2023-01-25