Freiburg 2008 – wissenschaftliches Programm
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T: Fachverband Teilchenphysik
T 56: Halbleiterdetektoren III
T 56.4: Vortrag
Mittwoch, 5. März 2008, 17:30–17:45, KGI-HS 1228
Silizium 3D Pixel Detektoren mit der ATLAS-Pixel Ausleseelektronik: Labor- und Teststrahlmessungen — •Markus Mathes1, Lars Reuen1, Jaap Velthuis1, Markus Cristinziani1, Sherwood Parker2, Cinzia DaVia3, Norbert Wermes1 und Hans Krüger1 — 1Physikalisches Institut, Universität Bonn — 2University of Hawaii, Honolulu, USA — 3University of Manchester, UK
Bei Teilchenfluenzen von 1015neqcm−2, wie sie bereits für die innersten Lagen des ATLAS-Detektors erwartet werden, erreichen heutige Siliziumsensoren die Grenzen ihrer Strahlenhärte. Für Projekte wie sLHC wird diese Strahlendosis um mindestens eine Größenordnung übertroffen werden. Hauptroblem dabei ist die Änderung der effektiven Dotierung und das damit verbundene Anwachsen der benötigten Depletionsspannung über technisch vernünftig realisierbare Grenzen hinweg. Eine Lösung dieses Problems besteht in der Verwendung von 3D-Sensoren. Dabei werden die ladungssammelnden Dioden nicht in die Oberfläche implantiert, sondern in die Tiefe gewachsen. Dadurch lässt sich die Diodendicke und damit die benötigte Depletionsspannung wesentlich reduzieren, während das Sensormaterial in voller Dicke für die Ladungserzeugung erhalten bleibt.
Verschiedene Elektrodengeometrien wurden für die Auslese mit einem ATLAS-Pixel Auslesechip angepasst und im CERN 100GeV Pion-Strahl charakterisiert. Messungen zur Ladungssammlung und Effizienz, insbesondere unter Berücksichtigung der durch die Tiefenimplantation verursachte Inhomogenität werden vorgestellt.