1

Měření vlastností pixelových

detektorů

2

Detektor ATLAS

3

Pixel detector

160 cm

37 cm

Barrel region

Disk region

4

P - N přechod

Koncentrace elektronů a děr

Náboj vázaný

v mřížce

Elektrické pole

Potenciál

5

6

Mini chip

Single chip

Diode withguardring

Oxid test structure

7

PixelyWafer CIS

Wafer TESLA

8

APARATURA

9

Sesazovací znaky

10

Kontrola sesazení

Nepřesnost sesazení: -1,5 μm

11

C-V na diodách s guardringemTESLA, Run 28, C-V on Diode w ith guardring

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -160 -180 -200Bias [V]

Cp

ac

ita

nc

e [

pF

^-2

]

ATL-28-10_CVD-D16

ATL-28-10_CVD-D17

Vdep ~ 80V

12

I-V na diodách s guardringem

TESLA, Run 30, Diode with guardring

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 -100 -200 -300 -400 -500 -600 -700 -800

Bias [V]

Cu

rre

nt

[nA

] @

20

C

ATL-30-09_IVS-D16

ATL-30-09_IVS-D17

13

3T - tiles

14

I-V na oxide test structure

15

Závislost závěrného proudu

Damage parameter a = I/Volume/Fluencya = 4 * 10-17 A/cm

Neq/cm2 * 1014 1 3 5 10

Vfd [V] 70 170 210 340

ISC [µA] 64 192 320 640

IMC [µA] 14 42 70 140

16

I-V: ozářené Single Chipy

17

I-t měření Měření se provádí na tilech. Vysoké napětí je nastaveno na –Vop. Proud je zaznamenáván každých 10 s nejméně po dobu 54000s (15h). Maximální proud

se nastavuje na 20 μA.

Wafer AT05-12 I-t on Tile 02 Bias = -150 V

-650

-640

-630

-620

-610

-600

-590

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000

Time [s . 10]

Cur

rent

@20

C [n

A]

PRA_AT05-12_ITT02.IT

Wafer AT05-12 I-t on Tile 02 Bias = -150 V Start 09/06/01 at 21:00

-680

-670

-660

-650

-640

-630

-620

-610

-600

-590

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000

Time [s . 50]

Cu

rren

t@20

C [

nA

]

PRA_AT05-12_ITT02-LONG.IT

15 hodin

10 dní

18

Telescope bar schéma live

19

Princip měření na telescope bar

beam

Stripové detektory

Pixelový detektor –Single

chip

~ 3 m

Místo průletu částice

Střed pixelu

extrapolace

20

Profil svazku H8

~ 107 protons at 450 GeV/c

2 108 pi+ at 200 GeV/c

7 107 pi- at 200 GeV/c

~ 106 Pb at 400 GeV/Z

21

Charge collection efficiency

Redukovaná účinnost sběru náboje v místech připojení bias grid

Bias grid

22

Rozlišení – klíčový parametr

x = 400 m

y = 50 m

2hit ~ 20 m

rovnoměrné rozdělení x = 115,4 m

y = 14,4 m

2hit ~ 5,7 m

23

Rozlišení

x = 400 m

y = 50 m

2hit ~ 20 m

2hit 1hit1 + 2 hit

= 14,1315 m = 6,0865 m

24

Shrnutí

• Skupina ve FzU se účastní jak měření dat v laboratorních podmínkách tak měření na svazku

• Vyráběné detektory TESLA a CiS mají projektované parametry

• V současné době je Si laboratoř připravena na měření standardní produkce pro ATLAS