High efficient PİN photodiode fabrication and evaluation for medical applications

Günümüzde radyasyon güvenliği son derce önemli bir konu haline gelmiştir. Bu yüzden, radyasyonlu ortamlarda çalışan kişilerin anlık olarak maruz kaldığı radyasyon dozlarının takibi son derece önemlidir. Bu amaç için kullanılan pasif doz ölçen aygıtlar, doza maruz kalma oranını ölçme hususunda başarılı olsalar da, bu aygıtların ölçtüğü doz bilgisini okumak oldukça fazla zaman kaybına neden olmaktadır. Bu nedenden dolayı, anlık olarak ortamda bulunan doz bilgisine ulaşmak son derece önemlidir. Yarı iletken tabanlı sensörler literatürde oldukça fazla çalışılmaktadır ve elde edilen sonuçlar, silikon tabanlı fotodiyotların anlık doz ölçme hususunda oldukça başarılı sonuçlar verdiğini göstermiştir ve Si-PIN PD'ler sahip oldukları yapı sayesinde, anlık olarak doz hızlarını ölçebilme konusunda öne çıkmaktadır. Ancak, radyasyon algılamalarında kullanılması planlanan bir Si-PIN PD'nin mimari tasarımı ve bu yapının üretimi için gerekli değişkenlerin bilinmesi kritik öneme sahiptir. Literatürde, üretilen Si-PIN PD'lerin radyasyon cevapları çalışılmasına rağmen, üretim hususunda paylaşılan veriler oldukça yetersizdir. Bu çalışmada, Silvaco yazılım araçları kullanılarak, Si-PIN PD mimarisi tasarlanmıştır. Tasarımı yapılan Si-PIN PD'lerin elektriksel özellikleri ATLAS yazılımıyla incelenerek doz metrelerde kullanılabilecek en uygun özgün bir Si-PIN PD mimarisi elde edilmiştir. Elde edilen mimarinin, laboratuvar ortamında üretilebilmesi için Silvaco ATHENA aracı kullanılarak, üretim aşamalarının değişkenleri belirlenmiştir. Tasarımı tamamlanan, Si-PIN PD'lerin elektriksel testleri gerçekleştirildikten sonra, İyon odası koşullarında, Si-PIN PD'lerin X-ışını testleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, 204Tl, 90Sr kaynaklarından yayılan radyasyon spektroskopisi analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, Si-PIN PD'lerin sağlık uygulamalarında kullanılabilmesi hususunda gelecek vaat ettiğini göstermiştir.