Radiační efekty v polovodičových detektorech záření

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá studiem radiačních efektů v polovodičových detektorech záření a jeho částech: v senzorech i elektronice. Bylo provedeno měření vlastností testovacích vzorků před a po ozáření, které se uskutečnilo na jaderném reaktoru LVR-15 v Řeži ve směsném poli neutronů a fotonů. Měřené struktury byly tranzistory, které byly součástí integrovaného obvodu. Byly zkoumány voltampérové charakteristiky MOSFET tranzistorů a byla pozorována jejich změna po ozáření. Dále byl studován posuv prahového napětí a diskutován vliv radiačního poškození na jeho chování. Bylo pozorováno snížení mobility vlivem dvou efektů: příčného působení elektrického pole a vlivem radiačního poškození čipu. Analogová i digitální spotřeba proudu čipů po ozáření dávkou neutronů 3?1015 n/cm2 za 60 s vzrostla v průměru o 10 %.

In this thesis the radiation effects in semiconductor detectors, both in the sensor and the electronics, were studied. A measurement of radiation effects and their analysis was performed. The measurement took place at the light water nuclear reactor LVR-15 of the Research Centre Rez Ltd. For the studied measurement, semiconductor circuits were irradiated by combined neutron and gamma fields. Test structures consisting of MOSFET transistors were analyzed. It was shown that their current-voltage characteristics change with irradiation. Also, the threshold voltage of these test structures was discussed as well as the radiation induced shift of its value. Mobility degradation was observed as a result of the vertical field mobility degradation effect and the radiation damage induced to the chip. Current consumption of the chips after irradiation by neutron fluence of 3?1015 n/cm2 for 60 s has in average raised for both the analog and digital current by 10 %.