Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection

J 2014

Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection

KREILIGER, Thomas, Claudiu Valentin FALUB, Fabio ISA, G. ISELLA, D. CHRASTINA et. al.

Základní údaje

Originální název

Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection

Název česky

Epitaxní Ge-krystalová pole pro rtg detekci

Autoři

KREILIGER, Thomas (756 Švýcarsko), Claudiu Valentin FALUB (642 Rumunsko), Fabio ISA (380 Itálie), G. ISELLA (380 Itálie), D. CHRASTINA (826 Velká Británie a Severní Irsko), R. BERGAMASCHINI (380 Itálie), A. MARZEGALLI (380 Itálie), R. KAUFMANN (756 Švýcarsko), P. NIEDERMANN (756 Švýcarsko), A. NEELS (756 Švýcarsko), E. MÜLLER (756 Švýcarsko), Mojmír MEDUŇA (203 Česká republika, garant, domácí), Alex DOMMANN (756 Švýcarsko), Leo MIGLIO (756 Švýcarsko) a Hans VON KANEL (756 Švýcarsko)

Vydání

Journal of Instrumentation, BRISTOL, IOP PUBLISHING, 2014, 1748-0221

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10302 Condensed matter physics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

URL

Impakt faktor

Impact factor: 1.399

Kód RIV

RIV/00216224:14740/14:00075286

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

DOI

http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/9/03/C03019

UT WoS

000336123200019

Klíčová slova česky

materiály pro pevnolátkové detektory; pevnolátkové detektory; rtg detektory

Klíčová slova anglicky

Materials for solid-state detectors; Solid state detectors; X-ray detectors

Štítky

kontrola MP, rivok

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno

Změněno: 13. 3. 2018 10:42, Mgr. Mojmír Meduňa, Ph.D.

Anotace

ORIG CZ

V originále

Monolithic integration of an X-ray absorber layer on a Si CMOS chip might be a potentially attractive way to improve detector performance at acceptable costs. In practice this requires, however, the epitaxial growth of highly mismatched layers on a Si-substrate, both in terms of lattice parameters and thermal expansion coefficients. The generation of extended crystal defects, wafer bowing and layer cracking have so far made it impossible to put the simple concept into practice. Here we present a way in which the difficulties of fabricating very thick, defect-free epitaxial layers may be overcome. It consists of an array of densely packed, three-dimensional Ge-crystals on a patterned Si(001) substrate. The finite gap between neighboring micron-sized crystals prevents layer cracking and substrate bowing, while extended defects are driven to the crystal sidewalls. We show that the Ge-crystals are indeed defect-free, despite the lattice misfit of 4.2%. The electrical characteristics of individual Ge/Si heterojunction diodes are obtained from in-situ measurements inside a scanning electron microscope. The fabrication of monolithically integrated detectors is shown to be compatible with Si-CMOS processing.

Česky

Monolitická integrace rtg absorbční vrstvy na Si CMOS čipu může být potenciálně přitažlivý způsob zlepšení výkonu detektoru za přijatelných nákladů. Elektrické charakteristiky jednotlivých Ge-Si diod jsou získány z in=situ měření uvnitř skenovacího mikroskopu.

Návaznosti

CZ.1.07/2.4.00/17.0006, interní kód MU

Název: Research4Industry - Budování a rozvoj vědecko-výzkumné spolupráce s výzkumnými a průmyslovými partnery

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Research4Industry - Budování a rozvoj vědecko-výzkumné spolupráce s výzkumnými a průmyslovými partnery, 2.4 Partnerství a sítě

Citovat

KREILIGER, Thomas, Claudiu Valentin FALUB, Fabio ISA, G. ISELLA, D. CHRASTINA, R. BERGAMASCHINI, A. MARZEGALLI, R. KAUFMANN, P. NIEDERMANN, A. NEELS, E. MÜLLER, Mojmír MEDUŇA, Alex DOMMANN, Leo MIGLIO a Hans VON KANEL. Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection. Journal of Instrumentation. BRISTOL: IOP PUBLISHING, 2014, roč. 9, March 2014, s. "C03019", 10 s. ISSN 1748-0221. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/9/03/C03019.

@article{1174241,
   author = {Kreiliger, Thomas and Falub, Claudiu Valentin and Isa, Fabio and Isella, G. and Chrastina, D. and Bergamaschini, R. and Marzegalli, A. and Kaufmann, R. and Niedermann, P. and Neels, A. and Müller, E. and Meduňa, Mojmír and Dommann, Alex and Miglio, Leo and von Kanel, Hans},
   article_location = {BRISTOL},
   article_number = {March 2014},
   doi = {http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/9/03/C03019},
   keywords = {Materials for solid-state detectors; Solid state detectors; X-ray detectors},
   language = {eng},
   issn = {1748-0221},
   journal = {Journal of Instrumentation},
   title = {Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection},
   url = {http://iopscience.iop.org/1748-0221/9/03/C03019},
   volume = {9},
   year = {2014}
}

TY  - JOUR
ID  - 1174241
AU  - Kreiliger, Thomas - Falub, Claudiu Valentin - Isa, Fabio - Isella, G. - Chrastina, D. - Bergamaschini, R. - Marzegalli, A. - Kaufmann, R. - Niedermann, P. - Neels, A. - Müller, E. - Meduňa, Mojmír - Dommann, Alex - Miglio, Leo - von Kanel, Hans
PY  - 2014
TI  - Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection
JF  - Journal of Instrumentation
VL  - 9
IS  - March 2014
SP  - "C03019"
EP  - "C03019"
PB  - IOP PUBLISHING
SN  - 17480221
KW  - Materials for solid-state detectors
KW  - Solid state detectors
KW  - X-ray detectors
UR  - http://iopscience.iop.org/1748-0221/9/03/C03019
L2  - http://iopscience.iop.org/1748-0221/9/03/C03019
N2  - Monolithic integration of an X-ray absorber layer on a Si CMOS chip might be a potentially attractive way to improve detector performance at acceptable costs. In practice this requires, however, the epitaxial growth of highly mismatched layers on a Si-substrate, both in terms of lattice parameters and thermal expansion coefficients. The generation of extended crystal defects, wafer bowing and layer cracking have so far made it impossible to put the simple concept into practice. Here we present a way in which the difficulties of fabricating very thick, defect-free epitaxial layers may be overcome. It consists of an array of densely packed, three-dimensional Ge-crystals on a patterned Si(001) substrate. The finite gap between neighboring micron-sized crystals prevents layer cracking and substrate bowing, while extended defects are driven to the crystal sidewalls. We show that the Ge-crystals are indeed defect-free, despite the lattice misfit of 4.2%. The electrical characteristics of individual Ge/Si heterojunction diodes are obtained from in-situ measurements inside a scanning electron microscope. The fabrication of monolithically integrated detectors is shown to be compatible with Si-CMOS processing.
ER  -

KREILIGER, Thomas, Claudiu Valentin FALUB, Fabio ISA, G. ISELLA, D. CHRASTINA, R. BERGAMASCHINI, A. MARZEGALLI, R. KAUFMANN, P. NIEDERMANN, A. NEELS, E. MÜLLER, Mojmír MEDUŇA, Alex DOMMANN, Leo MIGLIO a Hans VON KANEL. Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection. \textit{Journal of Instrumentation}. BRISTOL: IOP PUBLISHING, 2014, roč.~9, March 2014, s.~''C03019'', 10 s. ISSN~1748-0221. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/9/03/C03019.

Podrobný výpis o publikaci