4h-sic lgad epiwafer *s

近年、シリコンベースの迅速なタイミング検出器は、高エネルギー物理学、核物理学、宇宙探査などの分野で広く使用されています。ただし、SI検出器は、照射環境で動作するために複雑な低温システムを必要とすることが多く、照射用量の増加とともにその検出性能は低下します。シリコンと比較して、炭化シリコン（SIC）には、より広いバンドギャップ、より高い原子変位エネルギー、飽和電子ドリフト速度、および熱伝導率があります。一方、低ゲインの雪崩検出器（LGAD）は、中程度のゲインのために、高い乗算によって引き起こされるクロストークと高いノイズを避け、ノイズを増加させることなく高い検出器信号を維持できます。したがって、4H-SIC粒子検出器、特にLGADは、極端な放射と高温下で最小イオン粒子（MIP）を検出するのに非常に適しています。 PAM-Xiamenは、カスタマイズされた4H-SIC LGADエピタキシャルウェーファーを栽培でき、特定の構造は参照のみの場合にのみです。

1。4H-SIC LGADのエピタキシャル構造

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2。4Hの研究–SiCの LああGainあバランシェDエテクト

デバイスの設計とパフォーマンスの特性評価の観点から、研究者は、従来の4H-SICピンダイオードと比較して、この構造を使用してデバイスを準備する際に大きな利点を見つけました。 IV特性テストで高い分解電圧と低い漏れ電流を達成し、CV特性により、デバイスの電界分布の最適化がさらに検証されました。さらに、アルファ粒子照射実験は、低ゲイン（2〜3倍）の電荷キャリア増殖のユニークな現象を明らかにし、ゲイン層または空間電荷効果に不十分なドーピング濃度が要因を制限する可能性があると推測されています。

プロセスの最適化と充電収集メカニズムの観点から、研究者はレーザーソフトウェアを使用して、デバイスの漏れ電流の金属電極の厚さとアニーリング温度の相関をモデル化および分析し、プロセスパラメーター制御を通じて4桁の漏れ電流を正常に抑制しました。実験データは、最適化されたデバイスが100Vのバイアス電圧下で90％の電荷収集効率を達成し、ゲイン係数が150Vで2倍になることを示しており、パフォーマンスの向上における製造プロセスの重要な役割を確認します。

要約すると、4H-SIC LGADは、高電圧抵抗、低ノイズ、および制御可能なゲイン特性により、高エネルギー粒子検出のための新しいソリューションを提供します。ゲインレベルによって制限されていますが、ドーピングエンジニアリングと構造的最適化は、パフォーマンスのボトルネックを突破する可能性があり、将来の粒子物理実験と放射線検出場に重要な用途を持っています。

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