Dr inż. Andrzej Skoczeń KOiDC, WFiIS, AGH Rok akademicki 2018/2019 ELEKTRONICZNA APARATURA DOZYMETRYCZNA Wyk. 4 31 maj 2019 Dozymetry neutronowe diodowe Tryby pracy mosimetru Pomiar napięcia progowego Mosimetry i układy pomiarowe Minimalna wykrywalna dawka dla mosimetrów Kraków, Medycynie, stopień II, semestr 1, 2019 1
Charakterystyka I-V diody I ΔV F Dozymetria aktywna V Δ I L Dozymetria pasywna Uszkodzenia strukturalne Dozymetry neutronowe 2
Dioda PIN - ST Microelectronics (Italy) Materiał: Krzem, ρ=1 15 kω cm; orientacja krystalogtaficzna <100> i <111> Rozmiar: grubość 300 μm; powierzchnia aktywna 5 5 mm 2 ; całkowita 7 7 mm 2 ; Podczas pomiaru: polaryzacja zerowa czyli anoda i katoda są uziemione Sposób odczytu: Pomiar prądu upływu I L między katodą a anodą przy stałej polaryzacji zaporowej U R dla pełnego zubożenia. Elektroda pierścienia ochronnego powinna być na tym samym potencjale co katoda. W zależności od początkowej rezystywności materiału, zwykle U R =100V. U R I L 3
prąd upływu [A] Prąd upływu krzemowej diody Krzywa kalibracji detektora p-i-n o grubości 307μm i o powierzchni aktywnej 0,25 cm 2, wokół, którego zastosowano pierścień ochronny. W procedurze pomiarowej zastosowano aniling w 80 o C przez 4 min. 1-MeV Φ zakres: 1 10 11 cm -2 5 10 14 cm -2 (1MeV eq ) Typowa czułość na neutrony: α=4.0 10-17 A/cm Zakres prądu upływu: < na (nie naświetlony) 150 μa (przy fluencji 5 10 14 cm -2 ) 4
Złącze p-n Złącze w równowadze termodynamicznej p p n p p N -e p A 2 i n N A x=-x p N D + + + x=0 x=x n x W + -N A n p n n N n N D 2 i D n ev bi -e n E C E F E i E V x Dla elektronów: e n j n 0 j 0 n( ) ed n n Dla modelu jednowymiarowego: e V bi n d n dx n d n p d n Przestrzenna gęstość ładunku stałego nie skompensowanych jonów atomów domieszek. e p p n T n T n n p dn T dx dn dn n Napięcie dyfuzyjne (wbudowane built-in): T ln 0 n n 5 n p
Równanie diody idealnej Schockleya Suma gęstości prądów dziurowego i elektronowego w każdym przekroju diody (dla każdego x) jest taka sama (połączenie szeregowe): j j p n ( x n ( x n edp pn0 ev ) exp( ) 1 L kt p edn pp0 ev ) jn( xp) exp( ) 1 L kt n j j p ( xn) jn( xn) Ponieważ założyliśmy, że w warstwie zubożonej nie ma rekombinacji. I ev I exp( ) 1 s kt I s L D Dp p Ae Lp n0 D n n L n p0 Gdzie: I s - prąd nasycenia złącza, A pole powierzchni przekroju złącza. 6
I Równanie diody rzeczywistej Dla polaryzacji w kierunku przewodzenia trzeba uwzględnić prąd rekombinacji: U szybkość rekombinacji: U τ r 1 σv 2 th 1 σv N th Ae p t N n t n0 i ev exp 2kT D p p n p0 ni 2τ r D n n ev exp 2kT exp ev kt I I rec rec A W 0 eudx eawn 2 τ r efektywny rekombinacyjny czas życia σ przekrój czynny na wychwyt ruchomego nośnika ładunku r eawn 2 r i ev exp 2kT i exp ev 2kT η=1 czysta dyfuzja η=2 czysta rekombinacja I ev exp kt η - Współczynnik idealności diody 7
metal Krzemowa dioda przewodząca W diodzie p-i-n o szerokości zubożenia W spolaryzowanej w kierunku przewodzenia, dziury są wstrzykiwane od strony kontaktu p + -i, a elektrony od strony kontaktu i -n +. Napięcie na diodzie jest sumą spadku napięcia na dwóch złączach V Fj i na obszarze samoistnym (bazie) V Fb : V F = V Fb + V Fj Złącze p + -i Złącze n + -i Krzem typu π lub ν Wysokiej rezystywności baza p + n + metal N A N b N D Niski poziom wstrzykiwania: n p I Fj Y Jak dla złącza p-n z rekombinacją n i a W evfj exp 2kT W Wysoki poziom wstrzykiwania: n p n I Fj c ev exp kt i Fj Brak zależności od τ i N b Podstawowy tryb pracy diody p-i-n w dozymetrze 8
9 Czułość dozymetru d d d dv d dv S F F 2 2 0 1 1 K d d d K d K 2 1 1 ln exp T F F T F T F F d dv D X I V V D X I T F F T F T F F d dv W Y I V V W Y I 2 ln 2 2 exp Przypadek idealny Przypadek G-R 2 2 1 W K Z K Z d dv S F V F = V Fb + V Fj 2 1 T Z T Z 1 2
dvf S K d Czułość dozymetru Przypadek napięcia bazy V Fb niezależnego od prądu I F : (niski poziom wstrzykiwania) W 2 L W f K L W 2 f 1 W L Swartz, Thurston, 1966 Przypadek napięcia bazy V Fb zależnego od pierwiastka prądu I F : (wysoki poziom wstrzykiwania) S dvf d K 3 2 W g L K W 3 g 1 W L 10
I F = 25mA Krzemowa dioda przewodząca V Z Układ dozymetru aktywnego neutronowego Przebieg odpowiedzi napięciowej I F =25mA V F Do wzmacniacza i ADC V F t F =100ms Prametry impulsu prądowego należy dobrać tak aby uniknąć grzania się diody z dwóch powodów: występowanie anilingu, zmiany napięcia wbudowanego diody. Nie ma sposobu na rozróżnienie zmian wywołanych promieniowaniem i temperturą. Dwa zjawiska temperaturowe: Dodatni współczynnik temperaturowy rezystancji krzemu samoistnego, Ujemny współczynnik temperaturowy złącza p-n. 11
Krzemowa dioda przewodząca Wykładniczy przebieg wynikający z modulacji przewodności. Rezystancja diody spada gdy gęstość nośników ładunku wzrasta. Czas potrzebny na osiągnięcie stanu ustalonego zależy od geometrii diody i rezystywności krzemu samoistnego. Wartość stanu ustalonego podstawowa odpowiedź dozymetru. Po wyłączeniu prądu napięcie spada w sposób nagły do napięcia na złączach elementu. Nachylenie dalszego zaniku napięcia jest związane z czasem życia nośników w krysztale. Dlatego także może być użyte jako wielkość odczytowa. 12
Krzemowa dioda przewodząca Zalety: prosty odczyt; duża rozdzielczość przestrzenna; szeroki zakres odpowiedzi; zmienna czułość; odpowiedź niezależna od kierunku przestrzennego elementu; niezależność od mocy dawki; mały rozrzut odpowiedzi w grupie diod. Rozrzut czułości można dodatkowo zmniejszyć poprzez wstępne naświetlenie fluencją 10 11 cm 2 neutronów i krótki wysokotemeperaturowy aniling. diodę można używać wielokrotnie; możlwość anilingu prądowego bez wyjmowania elementu z dozymetru; mechanizm odpowiedzi jest taki sam jak mechanizm uszkodzeń strukturalnych elementów elektronicznych. 13
Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Czułość widmowa: S λ = 0,62 A/W dla λ=850 nm Prąd ciemny: I R =2nA (max. 30nA) dla V R =10V BPW-34F Osłonięta przed promieniowaniem widzialnym Czułość widmowa: S λ = 0,65 A/W dla λ=880 nm Prąd ciemny: I R =2nA (max. 30nA) dla V R =10V 14
Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Profil domieszkowania wyekstrachowany z pomiarów pojemnościowych nienaświetlonej diody. ρ 1 0. 5 1kΩ cm eμ N n eff 15
Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Charakterystyki prądowo-napięciowe po napromieniowaniu protonami 23GeV. Krzywe zmierzono w sposób dynamiczny stosując impuls prądowy o czasie trwania 100ms. 16
Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Materiał: krzem typu n o rezystywności ρ=2.5 kω cm; Rozmiar: długość bazy d 210 μm i przekrój poprzeczny 2.65 mm 2 ; Podczas naświetlania: polaryzacja zerowa czyli anoda i katoda są uziemione; Sposób odczytu: pomiar napięcia przewodzenia V F między katodą a anodą przy użyciu impulsu prądowego o wartości I F = 1mA i czasie trwania t F =100ms. I F V F BPW-34F 17
Dioda PIN - BPW-34 OSRAM Czułość możemy podawać jako: Fluencja Φ powodująca zmianę napięcia przewodzenia o ΔV F =1mV lub Zmiana napięcia przewodzenia ΔV F przypadająca na jednostkową fluencję Φ=10 9 cm -2. 1-MeV Φ zakres: 2 10 12 4 10 14 cm -2 (1MeV eq ) Typowa czułość na neutrony: 8 10 9 cm -2 / mv 9 10 9 cm -2 / mv; V F mv 0, 111 0125, 9 2 10 cm 18
Dioda specjalizowana dla dozymetrii Komercyjna fotodioda Producent Czułość na neutrony Zakres fluencji CMRP, Australia BPW34, OSRAM 5.9 mv/10 9 cm -2 ±13 %; 10 9-2 10 12 cm -2 0.1 mv/10 9 cm -2 ±20 %; 2 10 12-4 10 14 cm -2 19
Dwa tryby pracy mosimetru Z polaryzacją - aktywny Pole w izolatorze SiO 2 przyspiesza usuwanie elektronów i obniża rekombinacyjną utratę dziur. Rozwój warstwy złapanych dziur następuje w pobliżu krzemu i dlatego osłabia pole w pozostałej części izolatora prowadząc do utraty liniowości przy większych dawkach (nasycenie). Q ot e g t 2 ox Prawdopodobieństwo uniknięcia rekombinacji P nr ( E ox,e ) P ( Prawdopodobieństwo pułapkowania, proces ) D Bez polaryzacji - pasywny Obniżone prawdopodobieństwo uniknięcia rekombinacji prowadzi do obniżenia efektywności pułapkowania dziur. Razem prowadzi to do mniejszej czułości ale za to bardziej liniowej zależnośći odpowiedzi od dawki. Korzystny przy dużych dawkach i umożliwia pracę bez obwodu polaryzacji. t E ox E ox E Pole elektryczne w tlenku bramki Energia promieniowania 20
Bramka Dren Typu p polikrzem SiO 2 Kanał inwersyjny typu p Mosimetria Generacja par elektron-dziura w dwutlenku krzemu przez promieniowanie jonizujące Pułapkowanie dziur w pobliżu t ox Si warstwa zubożona Źródło Typu p interfejsu SiO 2 -Si Przesunięcie charakterystyki I-V prowadzące do zmiany napięcia progowego w warunkach stałego prądu kanału tranzystora Si podłoże typu n Tryb pasywny: ΔV th ~ 0.0022 D 0.4 t ox 2 Tryb aktywny: ΔV th ~ 0.04 D t ox2 f Tryb aktywny tzn. z dodatnią polaryzacją na bramce w czasie naświetlania. f część wygenerowanych dziur, która uniknęła rekombinacji 21
Tryb aktywny (z polaryzacją): ΔV th =0,04 D f t ox 2 Spolaryzowany tranzystor o tlenku wytworzonym w procesie termicznego utleniania wykazuje obydwa efekty Q ot i Q it. Tryb pasywny (bez polaryzacji): ΔV th =0,0022 D 0,4 t ox 2 Tranzystor nie spolaryzowany nie wykazuje zmiany nachylenia podprogowego czyli dominuje efekt ładunku Q ot. Spolaryzowany tranzystor o tlenku wytworzonym w procesie termicznego utleniania połączonym z procesem depozycji SiO 2 wykazuje tylko efekty Q ot. aktywny Sposób odczytu pasywny 22
Skala logarytmiczna Tryb pomiaru mosimetru Podprogowy widok charakterystyki prądowo-napięciowej PMOS-a 23
CC Pomiar napięcia progowego Constatnt Current Arbitralny wybór prądu progowego I Dth w zakresie od 10pA do 1µA; odczytanie wartości napięcia na zmierzonej krzywej I D (V GS ) podprogowej (logarytmiczna skala prądu) QCC Quasi-Constatnt Current Prąd progowy jest obliczany z analitycznego modelu słabej inwersji (podprogiem) MP Match-Point Odchyłka między aproksymacją ch-ki podprogowej a ch-ką wynosi 5% ELR Linear Extrapolation Ekstrapolacja zmierzonej zależności I D (V GS ) w zakresie pracy liniowej V DS << V DSsat ESR Quadratic Extrapolation TC SD TD CsrTR NMID NRH TCR RH Transconduction Change Second Derivative Third Derivative Current-to-square-root-ofthe-Transconductance Ratio Transition method Normalized Mutual Integral Difference Normalized Reciprocal H function Transconductance-to- Current-Ratio Reciprocal H function Ekstrapolacja zmierzonej zależności pierwiastka I D od V GS w zakresie nasycenia V DS V DSsat Poszukiwanie maksimum pochodnej zmierzonej zależności transkonduktancji g m od napięcia V GS. Stosowana w nasyceniu i liniowości. Poszukiwanie maksimum trzecie pochodnej zależności I D (V GS ) w zakresie pracy liniowej V DS << V DSsat Opiera się na własnościach całkowej funkcji różnicowej (integral difference function) D(V G, I D ) Także oparta na funkcji D(V G, I D ) Wykorzystuje funkcję H(V G, I D ) wprowadzona do badań napięcia progowego cienkich amorficznych tranzystorów MOS Ortiz-Conde, 2013 24
Pomiar napięcia progowego Metoda prądu stałego CC (Constatnt Current) 25
Pomiar napięcia progowego Metoda punktu dopasowania MP (Match-Point) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której pomiary odchylają się od prostej aproksymującej prąd podprogowy (na wykresie pół-logarytmicznym) o 5%. 26
Pomiar napięcia progowego Metoda Liniowej Ekstrapolacji ELR (Extrapolation in the Linear Region) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której liniowa ekstrapolacja krzywej I D V G poprowadzona w jej punkcie przegięcia (maksimum pierwszej pochodnej czyli maksymalna transkonduktancja) przecina oś napięcia V G. 27
Pomiar napięcia progowego Metoda Kwadratowej Ekstrapolacji ESR (Extrapolation in the Saturation Region) 28
Pomiar napięcia progowego Metoda drugiej pochodnej SD (Second-derivative method) albo Metoda zmian transkonduktancji TC (Transconduction Change) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której pochodna transkonduktancji jest maksymalna. dg dv m G d I dv 2 D 2 G W obszarze liniowym V DS << V DSsat 29
Pomiar napięcia progowego Metoda drugiej pochodnej SD (Second-derivative method) albo Metoda zmian transkonduktancji TC (Transconduction Change) W nasyceniu V DS V DSsat 30
Pomiar napięcia progowego Metoda trzeciej pochodnej TD (Third-derivative) Napięcie progowe V th to taka wartość V G, przy której trzecia pochodna prądu drenu jest maksymalna. Niezgodna z metodą TC(SD). W nasyceniu nie daję się zastosować z powodu dużych szumów. 31
Pomiar napięcia progowego Metoda stosunku prądu do pierwiastka transkonduktancji CsrTR (Current-to-square-root-of-the-Transconductance Ratio) Opracowana dla uniknięcia wpływu degradacji ruchliwości i szeregowej rezystancji na wartość V th. W obszarze liniowym V DS << V DSsat 32
Pomiar napięcia progowego Metoda stosunku prądu do pierwiastka transkonduktancji CsrTR (Current-to-square-root-of-the-Transconductance Ratio) Opracowana dla uniknięcia wpływu degradacji ruchliwości i szeregowej rezystancji na wartość V th. W nasyceniu V DS V DSsat 33
Pomiar napięcia progowego A. Ortiz-Conde, 2013 34
Tryb pomiaru mosimetru I D β 2 (V GS V th ) 2 V DSsat V DS V V GS DSsat V th I D0 V DD Gdy tranzystor jest w połączeniu diodowym tzn. bramka jest zwarta z drenem to zpewniona jest praca w nasyceniu gdyż V GS = V DS : D V GS I D0 V GS ( V 2 V th GS V th 2I D ) 0 2 G GND S B Ta wartość V GS jest praktycznym parametrem dozymetrycznym. 35
MOS-imetr Holmes a-siedle a Holmes-Siedle 1970 V th Vth0[1 exp( )] ( ) ox g( f Q Q D ox, ) τμ - iloczyn czasu życia i ruchliwości elektronów w tlenku 36
MOSFET dozymetr Thomsona US Patent 1987 37
On-chip dozymetr PMOSFET Buehler 1993 Czułość dawki: -2,6 mv/krad(si) tzn. 400 rad(si)/bit Przed naświetleniem V out =-1,5V Czułość temperaturowa: 63μV/ o C 38
www.tyndallworks.com www.oxford-scientific.co.uk www.bestmedicalcanada.com www.laas.fr 39
Andrew Holmes-Siedle, REM 40
REM OXFORD Ltd. UK 41
REM OXFORD Ltd. UK 42
https://www.tyndallworks.com/radfet-dosimetry-system 43
MOSkin dozymetria powierzchniowa Porównanie konstrukcji typowego MOSimetru i MOSkin a MOSimetr MOSkin http://erice2011.na.infn.it/talkcontributions/rozenfeld_rev2.pdf 44
I D [ma] I D [ma] 3N163 komercyjny PMOSFET Siliconix Charakterystyka przejściowa Charakterystyka wyjściowa V GS [V] V DS [V] 45
3N163 komercyjny PMOSFET Siliconix 46
Mosimetr kaskadowy O Connell, 1996 I D0 V SS I D0 V SS I D ( V 2( 1 ) GS V th ) 2 V out 29V S D G 1,75V V out S Napięcie progowe V th zależy od polaryzacji podłoża B : B S D G 4,37V 2,35 V G D GND V th Vth0 V Dlatego napięcie wyjściowe nadliniowo zależy od liczby połączonych tranzystorów. Liczba tranzystorów, które można w ten sposób połączyć jest ograniczona napięciem lawinowego przebicia diody przy drenie. SB B B S G D S G D GND 7,95V 15V 47
Czułość [mv/cgy] Parametry pojedynczego tranzystora: N D = 3 10 14 cm -3, t ox = 400 nm, V th = +1,5 V co wynika z implantacji 1,76 10 11 cm -3. Mosimetr kaskadowy 100 10 O Connell, 1996 Czułość dozymetru kaskadowego: 80 mv/cgy dla 15 RADFET ów Wrażliwośc na temperaturę: 70 mv/ 0 C dla 15 RADFET ów przy prądzie 10µA 1 Konieczność polaryzacji w punkcie o minimlanej wrażliwości temperaturowej MTC 1 10 Liczba tranzystorów 100 Czułość osiągalna przy 40 tranzystorach jest około 220 razy większa niż dla jednego RADFET-a. 48
Mosimetr osobisty US Patent, V.Polishchuk, 2011 Parametry RADFET ów Q1 i Q2: W1=1200µm, L1=50µm, t ox =1µm Parametry MOS ów Q3 i Q4: W2=20µm, L2=2400µm, t ox =0,1µm Naświetlanie Odczyt 49
Mosimetr osobisty US Patent, V.Polishchuk, 2011 Parametry RADFET ów: W=4000µm, L=40µm, tox=1µm R1 = 1MΩ Czułość: 240 mv/cgy przy U bias =3,3V Odczyt Wrażliwość na temperaturę: 0,5mV/ o C Naświetlanie 50
ΔUout [mv] Mosimetr osobisty US Patent, V.Polishchuk, 2011 600 500 240 mv/cgy przy Ubias=3,3V 0,5V/ o C 400 300 200 100 0 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Dose [cgy] 51
Zalety MOS-imetrów Bardzo małe rozmiary objętości czynnej dozymetrycznie (grubość jest mniejsza od 1μm) nieosiągalne za pomocą innych detektorów Podobieństwo do TLD polegające na tym, że na stałe przechowują informację o zakumulowanej dawce, a dodatkowo odczyt nie niszczy zapisanej informacji Niezależność od mocy dawki aż do 10 8 Gy/s Czułość może być dostrajana przez zmianę polaryzacji bramki podczas naświetlania co jest bardzo przydatne w wielu zastosowaniach w radioterapii Współczynnik temperaturowy może być zredukowany (nawet do zera) w sposób elektroniczny co jest nieosiągalne w przypadku dozymetrii diodowej 52
Powiększenie dawki Wewnętrzne: Zjawisko wynikające z obecności materiałów o wysokiej liczbie porządkowej Z w bezpośrednim sąsiedztwie tlenku bramki (czyli metalizacja bramki), w podłożu i innych elementach układu. Efekt ten spada przy wzroście grubości tlenku bramki. Dla typowego RadFET-a wpływ na odpowiedź jest mniejszy niż 10 % dla promieniowania X o energii 10 kev. Zewnętrzne: Zjawisko to jest spowodowane rozproszonymi elektronami powstałymi w oddziaływaniach promieniowania z materiałami o wysokim Z jak złoto, wolfram, nikiel-kobalt, które mogą być częścią obudowy. Podobnie dla dozymetrii neutronowej obecność materiałów o niskim Z (polyethylene i podobne polimery) może być bardzo istotna poprzez produkcję protonów odbitych. Zmierzono współczynniki wzrostu dawki od wartości 5-7 (neutrony) do wartości 20 (niskoenergetyczne fotony). Dlatego obudowy zastosowane do mosimetrów zależą od zastosowania, do którego dozymetr jest przeznaczony. 53
Minimalna wykrywalna dawka Zjawiska ograniczające minimalną wykrywalną dawkę: Annealing uwięzionego ładunku Neutralizacja uwięzionego w SiO 2 ładunku (anihilacja złapanych w pułapkach dziur) przez bezpośrednie tunelowanie elektronów z sąsiadującej warstwy krzemu. Szybko spada ze wzrostem grubości tlenku. Stany powierzchniowe Obserwuje się przyrost liczby stanów powierzchniowych nawet po zakończeniu naświetlania. Spowodowany tym przyrost napięcia progowego bywa nazywany odwróconym annealingiem. 54
Minimalna wykrywalna dawka Zjawiska ograniczające minimalną wykrywalną dawkę: Niestabilności związane z ładunkiem Q bt Napięcie progowe dryfuje w czasie w związku z istnieniem wolnych stanów w pobliżu granicy Si-SiO 2. Są one czułe na zmiany polaryzacji bramki i powodują zjawiska przejściowe w chwilach odczytu mosimetru. Początkowa szybkość dryfu jest mniejsza niż 1 mv na dekadę czasu pomiaru liczonego w sekundach i rośnie z grubością tlenku t ox. Ten dryf jest większy przy większych dawkach w związku z generacja stanów przygranicznych (border-trap). Wpływ temperatury Temperaturowa wrażliwość napięcia progowego V th rośnie ze wzrostem grubości tlenku t ox i zależy także od poziomu domieszkowania N D w warstwie krzemu. Stosuje się trzy podejścia eliminacji zjawisk temperaturowych: polaryzacja w czasie naświetlania prądem o zerowym dryfie temperaturowym, użycie dwóch mosimetrów o różnych polaryzacjach, odjęcie obliczonych poprawek w oparciu o współczynniki kalibracyjne. 55
Niestabilność temperaturowa Związana z temperaturową zależnością ruchliwości nośników ładunku. Metody kompensacji: Dobór prądu odczytu odpowiadającego punktowi termostabilnemu charakterystyki I D -V GS (Thomson, Polishchuk). Użycie złącza pn wewnętrznego w MOSFET-cie (przy drenie lub źródle) do bezpośredniego pomiaru temperatury w kanale tranzystora. Zastosowanie dwóch identycznych tranzystorów różnie spolaryzowanych. Odjęcie sygnałów z obu eliminuje zależność temperaturową (Thomson, Polishchuk). 56
I D Punkt termostabilny MOSFET-a 0 n ( Vout V 2 1 ( V C ox W L eff eff out th ) 2 V W th eff ) W μ 0n ruchliwość przy zerowym polu θ współczynnik spadku ruchliwości ze wzrostem pola V out W V GS L V eff DS L L 57
I Punkt termostabilny MOSFET-a D ( Vout V 2 1 ( V out Zależności od temperatury T i dawki D dla wielkości V th, β, θ: 0 T T 0 n th D D ) 2 V V n - współczynnik charakteryzujący temperaturową zależność ruchliwości th th ) V out V GS V Vth Vth0 ( T T0 ) T DS V D th D 0 ( T T0 ) T D D 58
Szum migotania Radiacyjny przyrost koncentracji stanów powierzchniowych n it zwiększa niskoczęstotliwościowy szum tranzystora obniżając dokładność odczytu dawki o około 5%. 59
Zalety MOS-imetrów Konkluzje z prezentacji A.Rosenfelda (UoW): Pomimo, że komory jonizacyjne pozostają złotym standardem w radioterapii to diody półprzewodnikowe i MOSkin są przyszłością dozymetrii in vivo, dozymetria za pomocą MOSFET-ów jest wyjątkową metodą w dozymetrii skóry i powierzchni, MOSkin jest nową techniką typu MOSFET odpowiednią do wielu zastosowań w radioterapii gdzie mierzona powinna być dawka na skórę, projektowanie diod i ich obudów jest bardzo ważne dla ich radiacyjnej odpowiedzi i stanowi niebanalny problem projektowy. http://www.frascati.enea.it/accelerators/repository/biblioteca/wshop_erice2011/proceedings/rozenfeld_rev2.pdf 60