双面二维硅微条探测器的沾污失效分析及修复

摘要

硅微条探测器通过微电子工艺制作,易因沾污导致性能下降甚至失效;裸露的键合引线,也易因机械力形成隐性或显性失效.对上述现象的研究可用于修复、维护探测器并在设计和工艺流程中改进其性能.本文通过光学、电气手段分析其结构和制作工艺流程,根据沾污性质在不同条件下清洗探测器,中测后根据芯片图形、封装方式和电气要求修复探测器,最后采用同位素α能谱测试修复效果.对一块沾污后失效(无法加载偏压)的硅微条清洗后在大气环境,N面接地,P面加载负偏压条件下进行了测试,结果显示: 170 V全耗尽,平均漏电流2.94 μA, 5.486 MeV的α峰能量分辨率约1.28%.失效键合所在条的另一面各条能谱观测到假峰,键合修复后消除.因沾污失效的硅微条探测器经过合适的清洗、修复,部分可以恢复性能,但清洗对表面和结构有损伤,须谨慎.另外,键合失效后,因信号不能引出导致的电荷积累会通过电容效应影响其它灵敏区.文章提示,探测器应存放于洁净,恒温,低湿度,避光,避强电磁干扰的环境,以提高能量和位置分辨率,并增加工作稳定性,延长使用寿命.