4H-SiC 低增益雪崩探测器外延 *S

        近年来，硅基快速定时探测器在高能物理、核物理、空间探索等领域得到了广泛的应用。然而硅探测器在辐照环境下工作时往往需要复杂的低温系统，且其探测性能随着辐照剂量的增加而下降。与硅相比，碳化硅（SiC）具有更宽的禁带宽度、更高的原子位移能、饱和电子漂移速度和热导率。同时，低增益雪崩探测器由于增益适中，避免了高倍增带来的串扰和高噪声，可以在不增加噪声的情况下保持较高的探测器信号。因此 4H-SiC 粒子探测器特别是低增益雪崩探测器（LGAD）非常适用于在极端辐射和高温下检测微小电离粒子（MIP）。我司可定制生长 4H-SiC LGAD 外延片，具体结构如下仅供参考：

1. 4H-SiC 基低增益雪崩探测器外延结构

2. 基于 4H-SiC 低增益雪崩探测器外延结构研究

        器件设计与性能表征方面，研究人员使用该结构制备器件发现其相较于传统 4H-SiC PiN 二极管展现出显著优势，在 I-V 特性测试中实现高击穿电压与低漏电流，C-V 特性进一步验证了器件电场分布的优化。此外，α 粒子辐照实验揭示出了 4H-SiC LGAD 低增益（2-3倍）电荷载流子倍增现象。研究者推测增益层掺杂浓度不足或空间电荷效应可能是限制因子。

        工艺优化与电荷收集机制方面，研究者借助 RASER 软件建模分析金属电极厚度与退火温度对器件漏电流的关联性，通过工艺参数调控成功将漏电流抑制四个数量级。实验数据显示，优化后的器件在 100V 偏压下电荷收集效率达 90%，150V 时增益因子提升至2倍，印证了制造工艺对性能提升的关键作用。

        总之，4H-SiC LGAD 凭借其高耐压、低噪声和可控增益特性，为高能粒子探测提供了一个新的解决方案。虽然受限于增益水平，但通过掺杂工程与结构优化有望突破性能瓶颈，在未来的粒子物理实验与辐射探测领域具有重要应用。

        如需获取 4H-SiC 外延片报价信息，发送邮件至：vp@honestgroup.cn