4. Halbleiterdetektoren - HEPHY

4.1.2 MaterialeigenschaftenExkurs: SNR-Abschätzung für intrinsisches SiliziumFür Silizium beträgt die mittlere Ionisationsenergie I 0 = 3.62 eV, der mittlereEnergieverlust pro Wegstrecke dE/dx = 3.87 MeV/cm. Die intrinsische Ladungs-trägerdichte für Silizium ist bei T = 300 K n i = 1.45 · 10 10 cm -3 . Rechenbeispiel:Der Detektor habe eine Dicke von d = 300 µm und eine Fläche von A = 1 cm 2 . ➔Signal eines mip in in einem solchen Detektor:dE dx ⋅ dI 0= 3.87 ⋅ 10 6 eV cm ⋅ 0.03 cm3.62 eV≈ 3.2 ⋅ 10 4 e − h + − Paare➔Thermisch generierte Ladungsträger in demselben Detektor (T = 300 K):n€ i d A = 1.45 ⋅ 10 10 cm -3 ⋅ 0.03 cm ⋅ 1cm 2 ≈ 4.35 ⋅ 10 8 e − h + − Paare➔Die thermisch erzeugten e – h + -Paare liegen somit um 4 Größenordnungenüber dem Signal!!!€Abhilfe schafft z.B. die Verwendung von in Sperrichtung betriebenen pn-Über-gängen durch Ausnutzung der dort vorhandenen Verarmungszone. ➔DotierungM. Krammer: Detektoren, SS 09 Halbleiterdetektoren 27