硅微条探测器的测试
CAN通信协议及其硬件实现
由 中山大 学负责 研 制 ，包 括热 、电子 和 机械 ３个 子
系 统 ，本文 主要 介 绍其 中 Ｔ ＣＳ电子控 制系统 中面 Ｔ 向航天 应用 的 Ｃ ＡＮ 通 信协 议 的设 计和 基于 Ｆ Ｇ ＰＡ 的硬件 实现 。
国 际空 间站 上 惟 一 的大 型 科 学 实 验 ，还 是 人 类 第
Ｋｅ ｒ ｓ ＣＡＮ； ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｏ ｏ ； Ｐ ｎ ｃ ｔ ｒ ｔ ｃ ｌ Ｆ ＧＡ ｏ
１ 引言
阿尔法 磁谱仪 项 目 （ ＡＭＳ ２ ｌｈ ｇ ｅ ｃ ０ ，ａｐ ａ ｍａ ｎ ｔ ｉ ｓｅ ｔ ｍｅ ｒｅｐ ｒ ｅ ｔ ｐ ｃ ｏ ｔ ｘ ｅｉ ｎ ）是 由著名 美籍 华裔 科 学家 ｒ ｅ ｍ 丁肇 中教授领 导 的大 型 国际科研合 作项 目［ １ 目前 １， ， ２ 有 １ ５个 国家 和 地 区 的 ５ ６个 研 究机 构 合 作 承 担 。 ＡＭＳ０ 项 目旨在 寻 找 太 空 中 的反 物质 和 暗 物质 ， ２ 并研 究 宇 宙 射 线 的 成 分 与 能 谱 。Ａ 一２ 不 仅 是 ＭＳ ０
ｓｎｅ ｅａｌＦｎ ｌ ｅｓ ｌｔ ｎａ ｄｔｓ ｓｌ ｒ ｉｅ ｅ ｎｔ ｔ ｅｆａｉｉｔ ｄｒｌ ｂｌ ｆ ｅｄ ｓｇ ． ｅ ｔｄｉ ｄ ｔｉ ｉａｌ ｔ ｉ ａ ｏ ｔ ｅｕｔｗｅｅｇｖ ｎｔ ｄ ｍｏ ｓｒ ｅ ｓｂｌｙａ ｉ ｉｔ ｏ ｅｉ ｎ ． ｙｈ ｍｕ ｉ ｎ ｅ ｒ ｓ ｏ ａ ｔ ｅ ｈ ｉ ｎ ｅａ ｉ ｙ ｈ ｔ ｎ
ａ ＣＡＮ ｏ ｍ ｕ ｉａ ｉ ｎ ｐ ｏ ｏ ｏ ｃｍ ｎｃ ｔ ｒ ｔｃ ｌ ｏ
Ｎ ＩＪａ ｇ ｑ ｎ， ｉ ｎ — ｕ ＴＡＮ Ｇ ｅ — ｅ ， Ｃｈ ｎｇ ｐ ｉ ＺＨＡ Ｎ Ｇ Ｄｏｎ Ｆ ｇ， ＥＮ Ｇ Ｇｕｏ ｃ ｎｇ —ｏ
SiC中子探测器的研究进展
能制成高纯单晶体 ， 在高偏压下正反 向电流特性好
便 于机械加工成势垒接触或欧姆接触 ， 抗腐蚀
表 ２ 室温下 ＳＣ与 Ｓ、 、 Ａ ｉ ｉＧｅ Ｇａ ｓ晶体
基势 垒 型 和 ＰＮ结 型 两种 。 Ｉ
的主要参数
图１ａ为 ４ Ｓ （ ） Ｈ— ｉ Ｃ中子探测器 肖特基二 极管示 意 图¨ｍ 。在 ３ ０Ｉ 厚 的高纯 ４ ’ ¨ ５ ｍ ｘ Ｈ
和分析 了 ＳＣ的材料 特性 ，ｉ ｉ ＳＣ中子探 测器的结构 、 工作 原理 、 国内外 发展 现状 以及 存在 的 问题 ， 对 我 并
国中子探测器 的发展趋势进行 了探讨 。
关键词 ： 碳化硅 ； 中子探测器 ； 耐高温 ； 抗辐射 ； 展 进
中 图分 类 号 ： Ｔ １ Ｌ８ ２＋． ２ 文 献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ５ － ３ （０ １ １－０ ２０ ２ ８０ ４ ２ １ ）２０ ７ －６ ９
原子层的堆垛排序不 同， 可划分为立方密排的 闪锌矿 （ ） 六 角 密排 的纤 锌 矿 （ 和菱 形 Ｃ、 Ｈ） （） Ｒ 三种基本结构类型。最常见 的三种多型体 为３ Ｃ—ＳＣ、 Ｈ —ＳＣ和 ６ —ＳＣ（ 、 ｉ ４ ｉ Ｈ ｉ ３ ４或 ６代 表每经过 ３ ４或 ６ Ｓ — 、 个 ｉ ｃ双原子层堆垛重新 重复排列 ） 其中 ４ Ｓ ， Ｈ— ｉ Ｃ工艺最为成熟 ， 材料
中子 探 测在 核 医学 及 临 床 诊 断 、 电站 安 核 全 检 测 系统 、 环境 检测 系 统 、 核 厚 度 相 对 较 小 ， 射 线 的响 应 能 谱 都 集 中在 ５０ｋＶ 以下 ， ０ ｅ 因此 通 过 核 反 应 和 反 冲
探测 、 空间物理学 、 航天航空和工业应用等众多 领 域 都有 着 极 其 重 要 的意 义 ¨ 。但 气 体 、 闪
平面型硅光电二极管PIN的研制及其基本性能测试_李成波
第29卷 第4期 核 技 术 V ol. 29, No.4 2006年4月 NUCLEAR TECHNIQUES April 2006——————————————国家自然科学基金资助项目（00121140488）第一作者：李成波，男，1974年出生，2005年于中国原子能科学研究院获博士学位，助研，粒子物理与核物理专业 收稿日期：2004-12-02，修回日期：2006-02-21平面型硅光电二极管PIN 的研制及其基本性能测试李成波1 袁 坚1 孟秋英1 周书华1 张 录2 张太平2 宁宝俊2 田大宇21（中国原子能科学研究院 北京 102413） 2（北京大学微电子研究所 北京 100871）摘要 为满足CERN/ALICE 超高能重离子对撞实验光子谱仪的需要，首次采用高阻硅材料，并利用一些特殊工艺，研制了用于钨酸铅晶体探测器读出单元的硅光电二极管PIN 。
PIN 的灵敏区面积为16mm ×17mm ，常温漏电流小于5nA ，紫光区量子效率82%，全耗尽结电容为110—120pF 。
由PIN 与电荷灵敏前置放大器组成的读出系统的噪声水平，在-25℃下小于600个等效噪声电荷，并经过了长期性能稳定性的考验。
开发研制的大面积PIN 硅光管全面达到ALICE/PHOS 国际招标所规定PIN 硅光管性能的指标。
关键词 PIN ，结电容，漏电流，量子效率，等效噪声电荷 中图分类号 TL814CERN/ALICE 是欧洲核子中心的大型强子对撞机上进行超高能重离子碰撞实验的大科学工程,其物理目标是探索夸克-胶子等离子体QGP,了解QCD 禁闭和本征对称性破缺恢复机理。
中国参加ALICE 的主要任务是参与光子谱仪量能器探测装置（PHOS ）的建造、测试与安装。
光子谱仪（PHOS ）是由17920个钨酸铅晶体组成的探测器点阵系统。
本课题所研制的平面型硅光电二极管PIN （Positive-Intrinsic-Negative diode ）是用于探测高能光子的钨酸铅晶体探测器读出单元的关键组件。
附表Indico-中国科学院高能物理研究所
聘用委员会主任（签字）：年月日
单位聘用意见
同意同志聘用为岗位，聘期自年
月日起至年月日止。
单位法定代表人或委托人（签字）：（公章）
年月日
本人
排名
On Two Cryogenic Systems of High Purity Germanium Detector
2013.10
Detection
2
The beam energy measurement system for the Beijing electron–positron collider
3）BEPC束流能量测量系统运行维护。将系统的液氮制冷更换成电制冷，并研究了其对能量分辨的影响。
3、其他工作
1）参加了DCTB项目，负责电子标定站的调研，完成初步设计。
2）CEPC的一些关于量能器方面工作
3）高纯锗探测器辐照损伤的研究
承担科研项目情况（最多填五项）
项目名称
项目类别
项目经费
本人角色
起止时间
2011.12
NIM A
4
A scenario for high accuracyτmass measurement at BEPCⅡ
2012.7
Chinese Physics C
3
基于LabVIEW的多路湿度控制系统
2011.5
核电子学与探测技术
5
专利与成果转化情况
（成果转化包括发明专利、软件著作权登记、技术标准和技术转移等，限五项）
申请岗位
副研2级
本人工作简历（包括工作单位，岗位任职经历）：
2002.7～2005.7中国科学院高能物理研究所实验物理中心研究实习员
AOI、ICT、AXI测试
一、AOI测试技术AOI是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展较为迅速，目前很多厂家都推出了AOI测试设备。
当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。
1、实施目标:实施AOI有以下两类主要的目标：（1）最终品质(End quality)。
对产品走下生产线时的最终状态进行监控。
当生产问题非常清楚、产品混合度高、数量和速度为关键因素的时候，优先采用这个目标。
AOI通常放置在生产线最末端。
在这个位置，设备可以产生范围广泛的过程控制信息。
（2）过程跟踪(Process tracking)。
使用检查设备来监视生产过程。
典型地包括详细的缺陷分类和元件贴放偏移信息。
当产品可靠性很重要、低混合度的大批量制造、和元件供应稳定时，制造商优先采用这个目标。
这经常要求把检查设备放置到生产线上的几个位置，在线地监控具体生产状况，并为生产工艺的调整提供必要的依据。
2、放置位置虽然AOI可用于生产线上的多个位置，各个位置可检测特殊缺陷，但AOI 检查设备应放到一个可以尽早识别和改正最多缺陷的位置。
有三个检查位置是主要的：（1）锡膏印刷之后。
如果锡膏印刷过程满足要求，那么ICT发现的缺陷数量可大幅度的减少。
典型的印刷缺陷包括以下几点：A.焊盘上焊锡不足。
B.焊盘上焊锡过多。
C.焊锡对焊盘的重合不良。
D.焊盘之间的焊锡桥。
在ICT上，相对这些情况的缺陷概率直接与情况的严重性成比例。
轻微的少锡很少导致缺陷，而严重的情况，如根本无锡，几乎总是在ICT造成缺陷。
焊锡不足可能是元件丢失或焊点开路的一个原因。
尽管如此，决定哪里放置AOI需要认识到元件丢失可能是其它原因下发生的，这些原因必须放在检查计划内。
这个位置的检查最直接地支持过程跟踪和特征化。
这个阶段的定量过程控制数据包括，印刷偏移和焊锡量信息，而有关印刷焊锡的定性信息也会产生。
2014年高考理综物理(新课标2)(最新整理)
=
Mg +
FN
，解得
FT = Mg + 5mg ，选项 C 正确。
18．假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g０；在赤道的大小
为 g；地球自转的周期为 T；引力常量为 G。地球的密度为
3 A． GT 2
go g go
3 B． GT 2
go go g
3 C. GT 2
绝密★启用前
2014 年普通高等学校招生全国统一考试（课标卷 II）
理科综合能力测试（物理）
(青海 西藏 甘肃 贵州 黑龙江 吉林 宁夏 内蒙古 新疆 云南 辽宁)
第Ⅰ卷
二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18 题只有一项符合题目要
求，第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
永
永
硅微条径
磁
磁
铁 迹探测器 铁
【答案】AC
【解析】由于电子和正电子带电性相反，若入射速度方向相同时，受力方向相反，则偏转方向一定相反，
A 正确；由于电子和正电子的入射速度大小来知，由 qvB m v2 得 r mv 可知，运动半径不一定相同，B
r
qB
错误；虽然质子和正电子带电量及电性相同，但是两者的动量大小未知，无法判断粒子是质子还是正电子，
c
端和 c、d 端的电压分别为 Uab 和 Ucd，则 A．Uab:Ucd=n1:n2 B．增大负载电阻的阻值 R，电流表的读数变小 C．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压 Ucd 越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍
n1 n2
R
CMOS平板探测器与非晶硅平板探测器
CMOS平板探测器与⾮晶硅平板探测器前⾔在C形臂X射线机中，早期的探测器都是影像增强器。
在2000年，⾮晶硅平板探测器最早在⼤C上开始应有，很快就完全取代了增强器。
但直到2006年才出现在移动C形臂上，直到2012年，全球⼀共才卖出去2百台平板移动C形臂，在全球移动C形臂的装机中只占0.4%。
主要还是因为⾮晶硅平板的低剂量DQE差，在脊柱成像上和影像增强器相⽐差很多。
在2010年前后，CMOS平板探测器开始在Mini C形臂上得到应⽤。
CMOS探测器的低剂量DQE⽐影像增强器⾼，在图像质量上⾼于⾮晶硅平板和影像增强器。
但是由于价格昂贵，由⼀⽚8英⼨晶圆制作的⼩尺⼨（13cmx13cm、15cmx12cm）的CMOS探测器最早是⽤在⼯业探伤、⽛科成像以及mini C形臂领域。
随着技术的进步，⼤约在2016年，20cm和30cm⼤尺⼨CMOS探测器才由GE OEC开始⽤到移动C形臂上。
现在⼀块20cm的⾮晶硅平板探测器价格已经⾮常接近⼀个影像增强器配上⼀个主流的百万像素CCD相机价格。
⾮晶硅平板探测器尽管低剂量DQE差，在脊柱成像上不如增强器。
⼀台⾮晶硅平板C臂的成本和⼀台影像增强器C臂成本差不多，但是售价⾮常⾼。
在2019年，两⼤影像增强器供商之⼀的法国泰雷兹公司宣布停产影像增强器，吹响了⽤平板探测器全⾯取代影像增强器的号⾓；同时，在利益驱动下，许多公司⼀起推动，⾮晶硅平板C形臂在国内开始普及。
CMOS平板探测器价钱昂贵，相同尺⼨的CMOS平板探测器价格是⾮晶硅平板探测器的3-4倍，⼀开始只有少部分⼚家使⽤，最近越来越多的⼤⼚采⽤CMOS探测器，例如GE的晶智和晶锐、西门⼦的Spin和Cios Alpha、奇⽬的多款C臂、还有联影的C形臂等等。
CMOS平板探测器和⾮晶硅平板探测器相⽐，具有低剂量DQE⾼（⽂献1、⽂献4)、可以全分辨率下获得全帧率图像(⽂献3）、拖尾⼩（⽂献2）。
由西门⼦公司和霍普⾦斯医学院合作的研究（⽂献6），对⽐了30cm的CMOS探测器和⾮晶硅探测器在透视成像和3D成像上的性能：CMOS探测器的噪声⽐⾮晶硅探测器低2-3倍；单帧剂量低于50nGy时，CMOS的DQE更⾼。
光电探测器特性测量实验报告
实验1 光电探测器光谱响应特性实验实验目的1. 加深对光谱响应概念的理解；2. 掌握光谱响应的测试方法；3. 熟悉热释电探测器和硅光电二极管的使用。
实验内容1. 用热释电探测器测量钨丝灯的光谱特性曲线；2. 用比较法测量硅光电二极管的光谱响应曲线。
实验原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()v R λ定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()v V R P λλλ=(1-1) 而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()i I R P λλλ=(1-2) 式中，()P λ为波长为λ时的入射光功率；()V λ为光电探测器在入射光功率()P λ作用下的输出信号电压；()I λ则为输出用电流表示的输出信号电流。
为简写起见，()v R λ和()i R λ均可以用()R λ表示。
但在具体计算时应区分()v R λ和()i R λ，显然，二者具有不同的单位。
通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射,然后测量在各种波长的辐射照射下光电探测器输出的电信号()V λ。
然而由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此在相对测量中要确定单色辐射功率()P λ需要利用参考探测器（基准探测器）。
即使用一个光谱响应度为()f R λ的探测器为基准，用同一波长的单色辐射分别照射待测探测器和基准探测器。
由参考探测器的电信号输出（例如为电压信号）()f V λ可得单色辐射功率()=()()f P V R λλλ，再通过(1-1)式计算即可得到待测探测器的光谱响应度。
本实验采用单色仪对钨丝灯辐射进行分光，得到单色光功率()P λ ，这里用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得()P λ入射时的输出电压为()f V λ。
射线检测-平板探测器主要技术指标
空间分辨率测试卡 线对测南试2昌.卡5航lp/m空m大学射线检测双丝课像题2质组.5计l编p/mm
基本空间分辨率
p 背景：不同技术条件空间分辨率不同 p 定义：在规定的特定条件下，采用双丝像质计测
定的检测图像不清晰度的1/2.
pppSS表 统 基 条 探RR征 的 本 件 测bb==探 基 空 下 器探1南/测 本 间 可 固2测U昌器 性 分 分 有器航性 能 辨 辨 不的能 率 的 清)空有，的 决 最 晰大效记基 定 小 度像学S本 了 几UR素射bD指 探 何。=尺线2标 测 细寸S检之 器 节R测一 在 间b 不距(课数采。题字用组射放线编大检技测术系
非晶硅FPD随着空间分辨率的提高DQE下降 非晶硒FPD随着空间分辨率的提高DQE下降，但其 DQE反而超过了非晶硅平板探测器。
结力的论 较 能强 力：较非 ，南高晶而昌硅非。航平晶板硒空探平大测板学器探射在测线区器检分在测组区课织分密细题度微组差结编异构的差能异
非晶硅FPD的DQE曲线 非晶硒FPD的DQE曲线
能力。南昌航空大学射线检测课题组编
14. 其他参数
p 温度稳定性(Stability) 额定条件下探测器的输出随温度的变化率，被称 为探测器的温度系数
pp无限产暗 输 探 种 根光 制 生电 出 测 现 本和 了 噪流 饱 器 象 原南电 器 声和 上 称 因昌输件和特 时 为 是入 的 干航性 输 光，下 信 扰出 敏： 探空的 号饱 二测当大输 处和 极器饱学出 理特 管的和射电 能性 仅输曝线流 力能出光。检(、产电量产发动测生压以生热态与将上输课) 范积出的出题围蓄现强饱组一饱光和编定和照现极射象，限到的这
10. 记忆效应
表示图像残留的参数，通常用两个参量来表示残 留因子的变化 p一次曝光20s后记忆效应(Short-term memory
碳化硅单晶片微管密度测试方法-最新国标
碳化硅单晶片微管密度测试方法1范围本文件规定了碳化硅单晶片的微管密度的测试方法，包括化学腐蚀法和无损检测法。
本文件适用于碳化硅单晶片微管密度的测定。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T14264半导体材料术语3术语和定义GB/T14264规定的术语和定义适用于本文件。
4环境要求4.1温度为23℃±5℃。
4.2相对湿度:20%～75%。
方法1化学腐蚀法5方法原理采用择优化学腐蚀技术显示微管缺陷，用光学显微镜或其他仪器（如扫描电子显微镜）观察碳化硅单晶表面的微管，计算单位面积上微管的个数，即得到微管密度。
6干扰因素6.1腐蚀液加热时间过短，腐蚀液不能完全熔融，影响腐蚀效果；6.2腐蚀时腐蚀温度过高，反应速度加快，反应物易附在试样表面影响微管的观察。
6.3腐蚀时，试样的摆放方式对结果的观察也有一定的影响，若测试面朝下，则可能因为与坩埚底部接触造成腐蚀不均匀现象，影响微管的观察。
7仪器设备7.1光学显微镜或其他仪器：放大倍数为（20～500）倍，能满足规定的视场面积要求；127.2镍坩埚或银坩埚；7.3控温加热器：能将氢氧化钾加热至熔融澄清状态。
8试样8.1抛光将切割好的、厚度适当的、完整的碳化硅单晶片分别用粒径小于5μm 和小于3μm 的磨料进行研磨，然后用硅溶胶抛光液或其他化学抛光液进行化学抛光，使表面光亮，之后用去离子水清洗干净，吹干。
8.2微管腐蚀8.2.1将碳化硅单晶片预热至适当温度。
8.2.2将氢氧化钾放在镍坩埚中加热，待熔化后，使其温度保持在500℃±10℃，放入碳化硅单晶片，测试面为硅面，该面朝上，腐蚀15min ～25min 。
8.2.3取出碳化硅单晶片，待其冷却后用于去离子水清洗，吹干。
9试验步骤9.1将腐蚀好的试样置于光学显微镜载物台上，根据微管孔洞大小选取不同放大倍率。