硅漂移探测器(SDD)结构由E.Gatti和P.Rehak于1983年提出，因其输出电容小(一般小于0.1pF)且不依赖于探测器面积，电子学噪声一般远小于同样面积和厚度的Si-PIN探测器，只需采用简单的半导体致冷就能够达到甚至超过需用液氮致冷的Si(Li)探测器的能量分辨率，使得该探测器在物质成份分析、医学成像、天体物理、核物理及核技术等领域有十分广泛的应用。　　 我国“十二五”期间全面实施航天二期工程以及2012年开始实施的“夸父计划”，提出建成短期有人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室，需要建造Srri2的X射线望远镜探测器阵列，并且对探测器的能量分辨率与时间分辨率都提出了很高的要求，采用小面积的Si-PIN探测器将不再可行。SDD的研发在国外较为成熟，目前Ketek公司商品化的探测器有源区面积达到100mm2，外集成了结型场效应晶体管(JFET)，对55Fe5.9keV峰能量分辨率在-35℃时达180eV，但在国内开展相关研究的报道很少。国外SDD产品造价高，且受订货数量限制，很难满足我国日益增长自主开展空间探测研究的需求。本工作利用国内现有技术开展了SDD相关研制工作，希望为以后大面积、高时间、位置和高能量分辨的X射线望远镜的研究做前期技术准备。本工作关于传统SDD的主要研究内容及创新点包括：　　 (1)采用双面并行的半导体平面工艺成功制作出有源区面积5mm2的SDD。这种双面并行的平面工艺使得探测器绝大部分正面和背面的p-n结构能够并行完成，使得器件制作的工艺步骤大幅度减少，难度降低。制作的探测器具有良好的直流电学特性、光响应及电子漂移特性，证实了双面并行的平面工艺制作SDD的可行性。　　 (2)理论分析和解释了SDD阳极悬空电位存在的原因，提出一种结合阳极悬空电位、漏电流、漂移特性等来进行封装前快速选片的方法。本工作将阳极悬空电位的存在归因于耗尽区内电学平衡机制，在此基础上给出了优化工作条件下悬空阳极电位的计算方法，即悬空阳极电位的数值上等于内环偏压与内环和收集电极p-n结内建电势差之和。悬空阳极电位的理论分析结论得到实验结果的证实。　　 在另外一方面，微弱光信号的测量应用非常广泛。例如，高能物理、天体物理、生物荧光、核医学成像等应用领域。由于传统SDD没有内部增益，对于可见光(例如闪烁体发出的光)探测灵敏度低，不具有单光子计数能力。并且，传统SDD具有复杂的双面p-n结结构，与当前半导体工艺不兼容。近年来，对硅光电倍增器(SiPM)的研究受到很大关注，成为辐射探测器研究和应用方面的一个热点。这种探测器具有非常高的内部增益、快速响应，具有替代传统光电器倍增管的潜力。然而，硅光电倍增器每一个单元都需要内集成一个淬灭电阻，降低了硅光电倍增器的填充因子，导致较低的光探测效率(<40％)。　　 Gintas Vilkelis等人与马普所等研究人员提出并发展了一种将传统SDD结构与盖革雪崩光电二极管(GAPD)结合，即用雪崩结替代传统漂移探测器收集阳极的背面入射雪崩漂移探测器(ADD)。不仅具有传统SDD小输出电容的优点，而且具有雪崩结高增益优点，避免了复杂的外部前放电路，预期具有较高的光探测效率(>80％)。然而该结构的ADD需要硅衬底全耗尽，导致很大的暗计数率和光学串扰，比传统SDD更复杂的制作工艺。该探测器概念提出来后引起很大反响，但除了器件模拟和测试结构的报道外，迄今为止，没有器件演示结果的报道。　　 为了克服背面入射全耗尽硅衬底ADD的缺点，本工作提出并研制成功了一种新型ADD。该器件既可以作为大面积、高增益、小输出电容、快速响应与大动态范围的单光子探测器，也可以作为具有高探测效率、低暗计数率的SiPM单元模块。本部分工作的主要研究内容及创新点是：　　 (1)提出并研制出一种新型ADD。该探测器具有深、浅双p-n结结构，有源耗尽区薄，能大幅度降低器件的暗计数率和光学串扰；　　 (2)提出并研制出一种新型ADD。该探测器具有正面入射和简单的单面平面结构，器件制作比较容易，与CMOS工艺兼容。