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T: Teilchenphysik
T 211: Halbleiterdetektoren II
T 211.1: Gruppenbericht
Dienstag, 24. März 1998, 08:30–08:55, HS K
Entwicklung strahlenharter Siliziumdetektoren - Einfluß der Sauerstoff- und Phosphorkonzentration auf die Strahlenhärte — •M. Moll, H. Feick, E. Fretwurst und G. Lindström — II.Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, D-22761 Hamburg
In zukünftigen Experimenten der Hochenergiephysik werden
Siliziumdetektoren beim Einsatz als Vertex- und
Spurendetektoren einer derart hohen Strahlenbelastung
ausgesetzt sein, daß ihre Lebensdauer in unmittelbarer
Umgebung des Wechselwirkungspunktes stark begrenzt und
einen Austausch von Detektorkomponenten unumgänglich sein wird.
Unsere Arbeitsgruppe befaßt sich daher im Rahmen der
ROSE (CERN - RD48) - Kollaboration [1] mit der Entwicklung
strahlenharter Siliziumdetektoren.
Um den Einfluß von Verunreinigungen auf
die strahlenhärte zu untersuchen, wurde eine Reihe von Detektoren mit stark
unterschiedlichem Phosphor- (1× 1012 bis 8× 1014 cm−3)
und Sauerstoffgehalt (≈ 1× 1015 (Nachweisgrenze) bis 1× 1018 cm−3)
mit Neutronen oder Protonen bestrahlt.
Zum einen konnte unmittelbar die Auswirkung der beiden Verunreinigungen auf die
makroskopischen Schädigungsparameter, wie der Veränderung der effektiven Dotierung und
dem Anstieg des Generationsstromes, sowie deren zeitliche Entwicklung ermittelt werden.
Zum anderen zeigte sich jedoch auch der Einfluß auf die mit Hilfe der
Methoden DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) und
TSC (Thermally Stimulated Current) ermittelten Konzentrationen mikroskopischer Defekte
und deren Umwandlungskinetik nach Bestrahlung.
Eine Korrelation der beiden Ergebnisse läßt nun eine teilweise Zuordnung zwischen
mikroskopischen Defekten und makroskopischen Schädigungsparametern zu und
ermöglicht somit den Ansatz für die Verbesserung der Strahlenhärte sowie
für weiterführende Untersuchungen.
[1] ROSE - R & d On Silicon for future Experiments,
http://http1.brunel.ac.uk:8080/depts/phys/rose/rose.html