大面积螺旋状六边形双面硅漂移探测器及其设计方法技术

本发明专利技术属于深空探测技术领域，公开了一种大面积螺旋状六边形双面硅漂移探测器及其设计方法，大面积螺旋状六边形双面硅漂移探测器设计方法包括以下步骤：确定硅漂移探测器前后表面的电势；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；确定最佳漂移路径的常数漂移电场；计算硅漂移探测器螺旋形状的阴极的宽度分布。本发明专利技术通过对SDD载流子漂移行为规律与重掺杂电极生长的分析，从新结构、新型工艺集成设计与光的粒子性理论计算方法入手，设计具有双面相关的既保持均匀电子漂移电场又提供平滑漂移轨迹的双面电极，建立强度在0.5～15keV软X射线粒子的高能量分辨率、高效收集SDD的创新设计制作方式。

Large area helical hexagonal double-sided silicon drift detector and its design method

The invention belongs to the field of deep space detection technology, and discloses a large area helical hexagon double-sided silicon drift detector and its design method. The design method of large area helical hexagon double-sided silicon drift detector includes the following steps: determining the potential of the front and rear surfaces of the silicon drift detector; using mathematical variational method to calculate the current carrying capacity. The optimum drift path from point S1 to point S2 when the sub drifts in the silicon drift detector; the constant drift electric field of the optimum drift path; and the width distribution of the helical cathode of the silicon drift detector. Through the analysis of SDD carrier drift behavior and the growth of heavily doped electrodes, starting with the new structure, new process integration design and the theoretical calculation method of light particle properties, the double-sided electrodes with two-sided correlation are designed, which not only maintain uniform electron drift electric field but also provide smooth drift trajectory, and the strength is 0.5-15 keV. Innovative design and fabrication of high energy resolution and high efficiency SDD collection for soft X-ray particles.

【技术实现步骤摘要】
大面积螺旋状六边形双面硅漂移探测器及其设计方法
本专利技术属于深空探测
，尤其涉及一种大面积螺旋状六边形双面硅漂移探测器及其设计方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：X射线脉冲星是大质量恒星演化、坍缩、超新星爆发的遗迹，具有极其稳定的自转周期(稳定度优于10-19s/s)，被誉为自然界最精准的天文时钟，能够为近地空间、深空探测和星际飞行航天器提供位置、速度、时间和姿态等高精度导航信息，基于脉冲星的导航是永不可被摧毁的新型导航体制。与GPS、北斗导航方式相比，新体制脉冲星导航技术在近地面及深空自主导航应用方面有着不可比拟的优势。但脉冲星X射线辐射流量非常低(10-5ph/s/cm2)，探测难度大，因此X射线探测器是组成脉冲星导航系统的核心部件。国际上X射线探测器的研究，朝着具有低功耗、高能量分辨率的硅漂移室探测器(SiliconDriftDetector，SDD)技术方向发展，以满足X射线脉冲星自主导航授时系统高性能、大区域覆盖、高可用性的重大技术需求。目前国际上的SDD面积小且价格昂贵，而国内尚无成熟技术。综上所述，现有技术存在的问题是：国际上硅漂移探测器的典型面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大面积螺旋状六边形双面硅漂移探测器的设计方法，其特征在于，所述大面积螺旋状六边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：

【技术特征摘要】
1.一种大面积螺旋状六边形双面硅漂移探测器的设计方法，其特征在于，所述大面积螺旋状六边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Neff是SDD的有效掺杂浓度，方程(2)的解即为：其中，Vfd＝qNDd2/2ε0ε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)andΨ(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)＝VB+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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正，刘曼文，
申请(专利权)人：李正，
类型：发明
国别省市：湖南,43