Studio di fotodiodi a valanga per il calorimetro CMS al LHC del CERN"

diminuzione della vita media dei portatori di carica minoritari e la riduzione della
densita e mobilita dei portatori, sono tra le conseguenze piu rilevanti. Un eetto
particolare e, invece, il recupero del materiale nei confronti dei difetti che sono dotati
di carica; in tal modo cambia l'andamento nel campo elettrico nel mezzo.
Un importante aspetto collaterale riguardo alla formazione di difetti di carica e la
compensazione nel sottostrato; durante l'irraggiamento avviene una rimozione del
donatore nel materiale di tipo n, che puo arrivare no all'inversione, rendendo il
materiale di tipo p. Il fenomeno della rimozione sembra essere lineare con il usso
neutronico. Ci si puo aspettare che avvenga per valori di usso superiori a 10 13
n/cm ,2 .
4.2.2 Danneggiamento di supercie
La supercie di un comune diodo e costituita da una interfaccia Si-SiO 2 ; tale
interfaccia, dopo che il diodo e stato sottoposto ad irraggiamento, e caratterizzata da
una densita di carica positiva SiO 2 ,eda una presenza di trappole interfacciali.
La carica di ossido consiste di una carica ssa, di una carica positiva costituita
da ioni (impurezze) e da buche-trappola. Le prime due dipendono dalle condizioni
di costruzione e dall'orientazione del cristallo, mentre l'ultima e creata soltanto
dall'irraggiamento.
Coppie elettrone-lacuna sono generate nell'ossido come risultato dell'assorbimento
dell'energia; il rateo di ricombinazione e piu grande per particelle cariche pesanti, alle
quali corrisponde una produzione di lacune piu bassa.
Questo tipo di danno e provocato principalmente da elettroni e fotoni. Gli elettroni e
le lacune non si ricombinano tra di loro per l'azione del campo elettrico esterno:
-gli elettroni escono dall'ossido
-le lacune, meno mobili degli elettroni, si muovono nella direzione opposta sono
catturate dall'ossido di silicio dell'interfaccia.
L'accomulazione delle cariche positive dovuta alle buche-trappole, satura ad alte dosi
di radiazione.
In conclusione il danneggiamento di supercie indotto dalla radiazione consiste, quindi,
nella creazione di una carica positiva SiO 2 ed un canale conduttivo all'interfaccia SiO 2 -
Si.
Gli eetti di tale danneggiamento di supercie dipendono dalla qualita dell'ossido che
copre il 50% della supercie del diodo [26].
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