Bonn 2001 – wissenschaftliches Programm

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T: Teilchenphysik

T 202: Halbleiterdetektoren 2

T 202.6: Vortrag

Dienstag, 27. März 2001, 15:15–15:30, HS IX

Verbesserung der Strahlenhärte von Siliziumdetektoren durch Sauerstoffdotierung — •M. Borkowski¹, E. Fretwurst¹, G. Lindström¹ und M. Moll² — ¹II. Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg — ²CERN - EP

In den LHC-Experimenten kommen Siliziumdetektoren als Vertex-Detektoren zum Einsatz, welche einer extrem hohen Strahlenbelastung ausgesetzt sein werden. Experimente der ROSE-Kollaboration CERN-RD48 haben gezeigt, daß die Verwendung von sauerstoffdotiertem FZ-Silizium die Strahlenhärte der Detektoren erheblich verbessern kann. Als wesentlicher Effekt wurde eine Reduzierung der strahleninduzierten Änderung der effektiven Dotierungskonzentration (stable damage) um etwa einen Faktor 3 gegenüber dem Standardmaterial beobachtet. Neuere Untersuchungen haben gezeigt, daß bei sauerstoffreichem Material eine Sättigung der reverse annealing Amplitude bei hohen Teilchenfluenzen und eine Vergrößerung der charakteristischen Zeitkonstanten auftritt. Beide Effekte zeigen eine Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration und der Prozeßtechnologie. Für die Prognose der Schädigungseffekte unter LHC-Betriebsbedingungen ist die Kenntnis der Temperaturabhängigkeit der charakteristischen Parameter des reverse annealing von großer Bedeutung. Hierzu wurden systematische Untersuchungen an sauerstoffdotiertem und undotiertem Material im Temperaturbereich von  50 ^o C − 90^o C durchgeführt und die relevanten Schädigungsparameter extrahiert. Die bisher erzielten Ergebnisse werden im einzelnen vorgestellt und diskutiert.