新结构低能X射线晶体管探测器的研究

在高阻区熔Si衬底上研制用于医学成像的新结构低能X射线（1-25keV）晶体管探测器，探测器本身具有稳定的内部增益。在低照射量下，普通晶体管探测器的噪声大大影响了探测灵敏度，尤其是基极电流引起的噪声放大后，晶体管的输出噪声是很严重的。我们研制的这种新结构探测器是在晶体管发射区表面增加隔离环电极，隔离环的作用是通过外加电压控制基区中耗尽区的区域，工作时耗尽区将有源基区与接地基区隔开，晶体管基极电流Ib=0，大大减小基极电流引起的复合噪声，而且平面型和隔离环的结构，使发射区表面的界面复合减小，所以这种新结构X射线晶体管探测器能有效地抑制噪声，提高信噪比。该晶体管工作在集电区全耗尽的状态下，以提高X射线的探测效率。严格的工艺控制实现PN结低漏电水平，提高了低剂量X射线的探测灵敏度，预期可以降低医用X射线的剂量。