[发明专利]大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器及其设计方法

权利要求书

1.一种大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器的设计方法，其特征在于，所述大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器的设计方法，包括以下步骤：

(1)确定硅漂移探测器前后表面的电势：

圆柱形双面硅漂移探测器的内部漂移电场与探测器的上下两个表面电势分布有关，圆柱形双面硅漂移探测器内部的任何一点(r,x,θ)的负电势应满足以下条件：

其中，x为探测器厚度方向的坐标，r为沿着圆柱形半径方向的坐标，θ为角坐标，这样泊松方程可以简化为以下形式：

其中N_eff是SDD的有效掺杂浓度，方程(2)的解即为：

其中，V_fd＝qN_Dd²/2ε₀ε为全耗尽电压，d是SDD的厚度，Φ(r)和Ψ(r)分别是前后表面的电势(x＝0和x＝d)：

Φ(r)＝φ(r,x＝0)and Ψ(r)＝φ(r,x＝d)。

(2)拟采用数学变分法计算载流子在硅漂移探测器中漂移时从点S₁到点S₂的最佳漂移路径：

假定反面的电压分布与正面的电压分布是成正比的，有：

Ψ(r)＝V_B+γΦ(r) (0≤γ＜1) (5)

进而可得到最佳的漂移路径；

(3)确定最佳漂移路径的常数漂移电场：满足沿着最佳漂移路径上的电场为一常数，即E_dr,r(r,x_ch(r))＝E_dr,r，而得到的常数漂移电场的表面电势分布须由如下方程确定：

其对应的表面电场分布为：

V_fd为全耗尽电压，分析可知，常数漂移电场完全由所加的电压决定：

2.如权利要求1所述的大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器的设计方法，其特征在于，大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器中γ>0。

3.如权利要求1所述的大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器的设计方法，其特征在于，漂移轨道的电势分布呈线性(即电场为一常数)，而前表面的电势分布是非线性的，特别是靠近外环电极时。

4.一种通过权利要求1所述的大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器的设计方法设计的一种大面积同心圆状圆柱形双面硅漂移探测器。