Etude comparative de la dureté (hardness) des détecteurs p+ n- n+ et n+ p- p+ au Silicium

Abstract

Dans ce travail, l’effet des radiations sur une diode au silicium utilisée comme détecteur de particule est simulé numériquement. Ces radiations créent des défauts qui ont des effets indésirables et donc on peuvent dégrader les performances des détecteurs. L’étude est une comparaison de la dureté des détecteurs ayant différentes structures : p+ n- n+ et n+ p- p+. La dureté est caractérisée par les taux d’introduction des défauts (α) et (β). En partant des valeurs expérimentales de α et β, la tension de déplétion (Vdep) est évaluée à partir des caractéristiques capacité-tension en polarisation inverse pour différentes fluences d’irradiations (Φ) pour les deux structures. La densité des défauts crée par l’irradiation est proportionnelle à la fluence. La comparaison entre les deux structures (à régions actives de types n et p) est résumée dans les points suivants : -Dans la structure p+ n- n+, la région active de type n se convertie au type p mais la région active p du détecteur n+ p- p+ devient fortement de type p avec l’augmentation de la densité du piége accepteur. Au contraire avec l’augmentation de la densité du piége donneur où le type n devient fortement de type n mais le type p se convertie au type n. -la variation de la tension de déplétion du détecteur p+ n- n+ est plus important que celle du détecteur n+ p- p+. Donc, le détecteur n+ p- p+ est plus robuste vis-à-vis des radiations. Donc, il plus dure et peut avoir une durée de vie plus longue. -L’effet des centres de recombinaison devient important lorsque les piéges accepteurs sont plus éloigné de la bande de valence tandis que les piéges donneurs sont plus éloigné de la bande de conduction.