كاربردها، مزايا و معايب آشكارسازهاي گاليم آرسنايد

Application, Advantages and Disadvantages of Galium Arsenide Detectors

آشكارسازهاي ذرات يا پرتو ابزاري هستند كه با آن‌ها ذرات پرانرژي را آشكار، رديابي يا شناسايي مي‌كنند. يكي از اين آشكارسازها گاليم آرسنايد (GaAs) مي باشد. مشكلات در توليد لايه هاي ضخيم با دوپينگ (ناخالص سازي يا تغليظ) به اندازه كافي كم نياز به عمق‌هاي تهي سازي كافي (بيشتر از 100 ميكرومتر) داشت، در حالي كه مانع توسعه بيشتر مي‌شدند. سپس، علاقه جديدي به آشكارسازهاي برپايه هم مواد حجيم و هم مواد رشد يافته اپيتاكسيالي به وجود آمد. لذا، هدف اين مقاله بررسي خصوصيات، كاربردها، مزايا و معايب GaAs بود. عيوب GaAs مي توانند تحت جنبه هاي ژئومتريال (چند بعدي) يا تحت جنبه منشا ان (نقايص ذاتي و بيروني ) طبقه بندي شود. در استفاده از GaAs به عنوان آشكار ساز پرتو ايكس بايد خصوصيات جذب، مقاومت ويژه، تحرك و طول عمر، يكنواختي ماده مورد استفاده در آشكارساز، پايداري عملكرد و قابليت پردازش را مد نظر قرار داد. انواع آشكارسازهاي تصويربرداري GaAs عبارتند از آشكارسازهاي مبتني برGaAs اپي‌تاكسيال، آشكارسازهاي مبتني بر SI-GaAs (جبراني) و آشكارسازهاي مبتني بر HR-GaAs جبران شده با Cr. يك عملكرد اسپكتروسكوپي خوب، مقادير CCE بالا و كيفيت تصوير خوب با آشكارسازهاي مبتني بر GaAs مي‌تواند به دست آيد. نسبت به مواد حجيم، در اين آشكارسازها يكنواختي ماده بالاتر است و تغييرات موضعي خواص مواد كمتر مي‌باشد. به علاوه، پيشرفت‌هاي حاصل شده در تكنيك‌هاي فرآوري flip-chip براي نيمه هادي‌هاي با Z بالا دليلي براي بازده‌هاي پيكسلي بالا و بنابراين كيفيت تصوير خوب هستند.

Particles or ray detectors are devices with which detect, trace or distinguish high energy particles. One of these detectors is Gallium arsenide (GaAs). Difficulties in producing consistently the thick layers with sufficiently low doping required for adequate depletion depth (>100 µm), however, precluded further development. Then, there has been renewed interest in detectors based on both bulk- and epitaxially- grown materials. Hence, aim of this study was studying characterization, application, advantages and disadvantages of Gallium arsenide (GaAs). Defects of GaAs can be classified under geometrical aspects (dimensionality) or under the aspect of their origin (intrinsic and extrinsic defects). When GaAs uses as X ray detector, absorption character, resistivity, mobility and lifetime, material uniformity used in detector, performance stability and processibility should be consider. Types of imaging detectors GaAs are detectors based on epitaxial GaAs, detectors based on (compensated) SI-GaAs, detectors based on Cr-compensated HR-GaAs. A good spectroscopic performance, high CCE values and good image quality can be achieved with detectors based on epitaxial GaAs. The material homogeneity was reported to be higher and local variations of material properties to be less pronounced than in bulk material. In addition, advances in flip-chip processing techniques for high-Z compound semiconductors give reason for hope for high pixel yields and thus good image quality.