Parâmetros de estabilidade de dose acumulada em diodos de silício tipo p e tipo n

Resumo

Este trabalho tem como objetivo investigar a influência da dopagem (n ou p) nas respostas dosimétricas e da estabilidade da dose acumulada de diodos de Si dos tipos MCz (n) e MCz (p). O princípio de operação dos dosímetros baseados em diodos reside na medida das correntes induzidas pela radiação em diodos não polarizados durante todo o tempo de exposição. Um eletrômetro adquire em tempo real o sinal de corrente, que dentro de certos limites depende linearmente da taxa de dose. A integração do sinal de corrente fornece a carga gerada no volume sensível do diodo, que se espera ser proporcional à dose absorvida. A abordagem experimental adotada envolve a análise da repetibilidade dos sinais de corrente, das respostas de dose para diodos limpos e pre-irradiados, as sensibilidades de carga correspondentes e a queda da sensibilidade com o aumento da dose acumulada para ambos diodos. Para doses de até 175 kGy, os resultados revelam uma resposta linear do diodo MCz(p), caracterizada por uma sensibilidade de carga de 3,1 µC/Gy.  Dentro do mesmo intervalo de dose, a resposta do diodo MCz(n) é visivelmente saturada e dada por uma função polinomial de quarta ordem. Este efeito de saturação está provavelmente ligado aos efeitos dos danos da radiação que se manifestam na redução da corrente com o aumento das doses acumuladas. Esta hipótese é confirmada neste trabalho por uma queda menos pronunciada na sensibilidade do diodo tipo p do que aquela registrada para o diodo tipo n quando ambos são submetidos a 175 kGy. Este comportamento é atribuído ao princípio de operação do diodo no modo de corrente de curto-circuito e às diferenças entre os comprimentos de difusão dos portadores minoritários em materiais de silício do tipo n e do tipo p. A estabilidade de resposta e o intervalo operacional dos diodos ainda precisam ser investigadas.