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绝缘体上硅(SOI，silicon on insulator)技术在高速低功耗、抗辐射耐高温电路、以及微机械传感器、光电器件等方面具有重要应用，是微电子和光电子领域发展的前沿。作为粒子探测器，SOI属于全耗尽型单片集成技术，是近年来国际上新的研究方向。 本论文的主要课题是研究SOI技术在像素探测器中的应用。SOI像素探测器有其特殊的技术难点，其中迫切需要解决的一个问题是像素电路的对像素电极的串扰。课题的研究重点是就是围绕像素电路对像素电极的串扰问题展开，进行了原型探测器芯片的验证性设计，并搭建了主要的芯片测试环境。研究工作从减少串扰来源和加入屏蔽机制两方面考虑和着手。在SOI探测器芯片的设计中，主要有两种技术路线的收集电极结构:常规SOI晶圆下的嵌套阱像素电极，DLSOI晶圆下的普通像素电极。 针对计数型探测器芯片，实现了嵌套阱像素电极的设计。根据电容屏蔽的分析，嵌套阱屏蔽层能有效减小电极和像素电路部分的直接电容耦合。但实际的测试结果显示，嵌套阱结构的屏蔽并不理想，观察到了来自甄别器和计数器的过多串扰电荷注入。另外该方法还引入了太大的探测器前端电容。因此，对嵌套阱结构做了更深入的分析和模拟。嵌套阱像素电极的屏蔽层掺杂浓度不高，对快信号的串扰屏蔽能力减弱。 使用DLSOI技术后，像素电极设计可以设计的比较小，减小了像素电极和电路器件区域的直接交叠。DLSOI的计数型探测器芯片的测试结果比较符合预期，电脉冲测试的像素模拟电路波形没有看到显著的电路串扰。另外，用计数型探测器芯片对红外激光脉冲的数量进行了计数，期间模拟信号的波形也没有观察到的显著电路串扰，计数器的读数结果比较准确。这里也发现了部分电路问题，主要是计数器的设计缺陷，在后续芯片设计中进行修改。总体来讲，验证了DLSOI技术可以解决电路对像素收集电极的串扰。 论文期间完整地参与了SOI像素探测器研究的每一个过程，包括芯片的设计、测试和模拟工作。所涉及的SOI像素探测器芯片包含:积分型INTPIX芯片、计数型CPIXTEG3芯片、计数型CPIXTEG3bd及CPIXTEG3bs芯片。