6.6. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДЕТЕКТОРЫ
В твердых веществах ионизационные потери приводят к образованию свободных электронов, которые, как и в газах, могут собираться при помощи электрических полей. Есть только два отличия.
1. Космические лучи порождают электроны и дырки, а не ионы и электроны.
2. Энергия, идущая на образование пары электрон-дырка, значительно меньше, чем требуется для образования электрон-ионной пары, например, в кремнии 3,5 эВ на пару, в германии 2,94 эВ на пару. Важность второго отличия состоит в том, что статистические эффекты, ограничивающие предельную точность, в случае твердотельных детекторов примерно в 10 раз лучше, чем в случае газов (30 эВ на электрон-ионную пару). Поэтому точность определения энергетических потерь на единицу длины примерно в 3 раза выше.
Можно поместить изолятор между электродами детектирующей цепи и измерять импульсы тока, вызванные ионизационными потерями в веществе. Это должен быть именно изолятор, иначе простой ток утечки превысит сигнал. К сожалению, обычные изоляторы не подходят, поскольку в них много примесей. Электроны и дырки захватываются областями, в которых нарушена кристаллическая структура, и теряются. Полупроводники применяются главным образом благодаря их более высокой чистоте.
Следующая проблема: как создать внутри полупроводника область с высоким сопротивлением. Это осуществляется подачей на 
-переход обратного смещения, так что изолятором становится центральная зона, и вдобавок устанавливается высокое напряжение поперек обедненного слоя (рис. 6.10). В результате избыточные дырки в 
-полупроводнике оттягиваются к металлу, а избыточные электроны — к золотому контакту. Тогда устройство ведет себя как обычный детектор.
Большие трудности вызывает необходимость получить обедненный слой максимальной толщины и, следовательно, колоссального электрического сопротивления. По обычной транзисторной технологии можно
Рис. 6.10. Полупроводниковый твердотельный детектор [5, р. 207].
получать обедненные слои толщиной около 
Большой успех обеспечивает технология, называемая литиевой диффузией, в которой берется неочищенный кремний и избыток акцепторов в нем компенсируется внедренными в него атомами лития. По этой технологии были получены слои толщиной 
что составляет несколько 
Благодаря своей компактности и изготовлению из твердого вещества этот тип устройства лучше всего приспособлен к тяжелым условиям эксплуатации в космических полетах и на высотных аэростатах.
