Studium radiační odolnosti monolitických křemíkových detektorů

Abstract

Podrobná znalost radiačního prostředí na orbitě Země je dnes, vlivem rapidního růstu počtu satelitů, více žádoucí než kdy dřív. Jedním z nejlepších nástrojů pro zmapování tohoto prostředí a sledování dynamických procesů v něm jsou segmentované polovodičové detektory. Jejich výhodou oproti jiným typům detektorů jsou jejich unikátní vlastnosti, mezi které patří například kompaktní rozměry, spolehlivost, schopnost téměř okamžité detekce nabitých částic, malá spotřeba a velký dynamický rozsah. Cílem této práce je změřit radiační odolnost dvou monolitických pixelových detektorů vyvinutých ve 180 nm SoI technologii na FJFI, ČVUT, ozařovaných zdrojem gama fotonů 60Co s celkovou absorbovanou dávkou záření 38,2 kGy. Proměřoval se vliv absorbované dávky na voltampérovou charakteristiku tranzistorových testovacích struktur, velikost temného proudu, velikost prahového napětí a celkovou energetickou spotřebu detektorů.

Detailed knowledge of the space radiation environment in Earth orbit is nowadays more desirable than ever before, due to increase in number of satellite launches and expansion of cosmic activities. Currently the best tools for radiation mapping and for monitoring of dynamic processes in this environment are segmented semiconductor detectors because of their unique properties such as small dimensions, reliability, almost instantaneous detection of ionizing particles, low energy consumption and large dynamic range. Goal of this thesis is to measure the radiation tolerance of two monolithic pixel detectors developed with 180 nm SoI technology in FNSPE, CTU. Both were irradiated by gamma photons using 60Co source with total dose of 38,2 kGy. Measured properties were IV characteristics of transistor test structures, dark current, threshold voltage and power consumption, all as a function of total ionizing dose.