Эксπир
Регистрация / Вход

Субсегментированные позиционно-чувствительные пиксельные матрицы для спектрометрии ядерных излучений с высоким позиционным и энергетическим разрешением

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.11.6098
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
Продолжительность работ
2007 - 2008, 14 мес.
Бюджетные средства
1,4 млн
Внебюджетные средства
1,6 млн

Информация отсутствует

Соисполнители

Организация
ЗАО "НИИ МВ"

Этапы проекта

1
01.08.2007 - 31.10.2007
Созданы: конструкция и технология тестового образца на уровне чертежей фотошаблонов, принципиальная технологическая схема изготовления тестового образца, электронный тракт регистрации сигнала на уровне пилотного образца тракта.
Развернуть
2
01.11.2007 - 31.12.2007
Аннотация

Основной задачей второго этапа работ по проекту создания нового типа позиционно-чувствительных детекторов излучений с энергетической и координатной чувствительностью являлось создание элемента матричного детектора – субсегментированного пикселя и выполнение связанных с ней исследований. Полный план работ включал изготовление тестовых образцов субсегментированных пикселей, их исследование, создание системы регистрации сигналов матричного детектора с субсегментированными пикселями и разработку модели распределения электрического поля и траекторий движения носителей заряда в межпиксельном промежутке. Согласно плану, по фотошаблонам спроектированным на первом этапе работы, на кремниевых пластинах были изготовлены 23 работающих образца пикселей с размером активной области 1х1мм2. Образцы показали характеристики, удовлетворяющие требованиям разработки, в том числе одному из основных - низкой величине шума. Анализ вольт-амперных характеристик тестовых образцов субсегментированных пикселей показал незначительное влияние технологии их изготовления на свойства использованного кремния. Тем самым подтвеждена перспективность технологической схемы планарного процесса, оптимизированной на первом этапе работ с учетом необходимости получения тонкого контакта на N+ стороне детектора.
Была разработана принципиальная схема регистрации сигналов матричного детектора с субсегментированными пикселями и изготовлена система регистрации для матрицы с размерностью 16х8 на основе усилительного тракта, разработанного на первом этапе проекта. Система позволяет осуществлять параллельное считывание информации с субсегментов X и Y, после чего усиленные сигналы могут мультиплексироваться в зависимости от системы обработки информации.
Разработка модели распределения электрического поля и траекторий движения неравновесных носителей заряда была выполнена с использованием численного решения двумерного уравнения Пуассона для объема детектора, в котором один из контактов представлял периодическую структуру одномерных P – N переходов, а второй бесконечную плоскость. Разработанный интерфейс программы позволяет произвольно изменять шаг контактов и их ширину. Оптимизированный процесс решения уравнения Пуассона обеспечил эффективную сходимость итерационного процесса, включая и области краев сегментов при количестве итераций 1000 и шаге расчетной координатной сетки 1мкм. С помощью программы были выполнены моделирования распределений напряженности электрического поля у сегментированной стороны детектора, позволившие определить область максимально неоднородного поля и траектории движения носителей заряда в этой области, а также оценить влияние диффузии на деление сигнала между субсегментами и пикселями.
Таким образом, полученные результаты показали правильность выбора технологической схемы изготовления детекторов с субсегментированными пикселями, а разработанная программа моделирования позволяет приступить к разработке матричного детектора, что является основной задачей следующего третьего этапа.
Отчет по второму кварталу содержит фотографии изготовленных тестовых структур субсегментированных пикселей и электроники регистрации сигналов.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Созданы: технологическая схема создания тонкого входного окна на омической стороне субсегментированных матриц, тестовые P-I-N структуры с тонким входным окном, эскизы конструкции субсегментированной матрицы размерностью 8х16, стенд для исследования матричных детекторов; разработана модель процесса генерации сигналов сегментами пикселя и исследованы процессы генерации сигнала.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Созданы: макетный образец субсегментированных матриц, эскизная техническая документация на макетный образец матричного детектора с субсегментированными пикселями размерностью 8х16; проведены патентные исследования; составлены предложения на разработку опытного образца матричного детектора; исследованы электрофизические характеристики макетного образца матричного детектора; проведены испытания макетного образца матричного детектора.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Продолжительность работ
2010 - 2011, 13 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
Организация
НИЯУ МИФИ
профинансировано
Продолжительность работ
2012 - 2013, 14 мес.
Бюджетные средства
0,58 млн
профинансировано
Тема
Разработка высокочувствительных фотоэлектронных умножителей, чувствительных в диапазоне от УФ до ближнего ИК излучения
Продолжительность работ
2014 - 2016, 29 мес.
Бюджетные средства
48,3 млн
Количество заявок
0
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения международной молодежной конференции «Микроскопия высокого разрешения»».
Продолжительность работ
2012, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук по следующим областям: - многофункциональное приборостроение для промышленных систем управления; - ядерно-энергетические установки нового поколения; - установки и технологии на основе мощного импульсного нейтронного и гамма излучений
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
10
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук в следующих областях: - многофункциональное приборостроение для промышленных систем управления; - ядерно-энергетические установки нового поколения; - установки и технологии на основе мощного импульсного нейтронного и гамма излучений
Продолжительность работ
2011 - 2013, 30 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
26
Тема
Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук по следующим областям: - многофункциональное приборостроение для промышленных систем управления; - ядерно-энергетические установки нового поколения; - установки и технологии на основе мощного импульсного нейтронного и гамма излучений
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
12