Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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T: Teilchenphysik

T 502: Halbleiterdetektoren V

T 502.2: Vortrag

Donnerstag, 21. März 2002, 16:40–16:55, HS 22

Modulentwicklung und -integration für den ATLAS-Pixeldetektor — •T. Stockmanns, W. Dietsche, A. Engelbertz, A. Eyring, P. Fischer, F. Hügging, S. Gross, R. Kohrs, G. Martinez, W. Ockenfels, I. Peric, O. Runolfsson und N. Wermes — Physikalisches Institut, Universität Bonn, Nußallee 12, D - 53115 Bonn

Für die innerste Lage des ATLAS-Experiments ist ein Silizium-Pixeldetektor geplant, dessen elementare Grundeinheit ein ca. 3cm x 7cm großes Modul bildet. Dieses Modul besteht aus einem Siliziumsensor, der über Bump-Bonding-Technologie mit 16 FE-Chips verbunden wird. Die einzelnen FE-Chips werden über Wire-Bonds und ein 4-lagiges Kapton-Kupfer Hybrid mit einem Modulkontrollchip verbunden.

Zur Spannungsversorgung der einzelnen Module ist eine parallele Zuführung der beiden Versorgungsspannungen pro Modul mit zwei Modulen pro Netzteil vorgesehen (parallel powering). Dieser Ansatz birgt durch die geringe Versorgungsspannung der Module von ca. 2 Volt bei gleichzeitig hoher Leistungsaufnahme von ca. 4 Watt pro Modul, der großen Distanz zwischen Netzteilen und Modulen von ca. 130 m und dem eingeschränkten Materialbudgets innerhalb des Pixeldetektors eine Reihe von technischen Schwierigkeiten. Eine Alternative zur parallelen Versorgung der Module besteht in der Hintereinanderschaltung einer Anzahl von Modulen in einer Versorgungskette, die gemeinsam mit einem konstanten Strom betrieben werden (serial powering). Dabei werden die nötigen Versorgungsspannungen mithilfe in den FE-Chip eingebauter Regulatoren erzeugt. In dem Vortrag wird der derzeitige Stand der Vorbereitungen für die Modulproduktion vorgestellt.