Göttingen 2012 – scientific programme
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T: Fachverband Teilchenphysik
T 65: Halbleiterdetektoren: Neue Materialien und Konzepte
T 65.1: Talk
Wednesday, February 29, 2012, 16:45–17:00, ZHG 001
Dünne Silizium-Sensoren und 3D-Integration für den ATLAS Pixel-Detektor am HL-LHC — •Philipp Weigell1, Ladislav Andricek2, Anna Macchiolo1, Hans-Günther Moser2, Richard Nisius1 und Rainer Richter2 — 1Max-Planck-Institut für Physik, München, Deutschland — 2MPI Halbleiterlabor, München, Deutschland
Die geplante Steigerung der Luminosität des LHC Beschleunigers am CERN, HL-LHC, führt zu einer zehnfach erhöhten Intensität der sekundären Hadronen im ATLAS Spurdetektor. Dies macht neue strahlenresistentere Pixelsensoren nötig, da die zur Zeit verwendeten 250 µm dicken Silizium-Sensoren auf Grund steigender Dunkelströme, niedriger Sammeleffizienzen und hoher Depletionsspannungen nicht mehr effizient betrieben werden können. Eine weitere Herausforderung ist die etwa fünffach größere Fläche des geplanten neuen Pixeldetektors die preiswertere Detektoren bedingt.
Unser dafür entwickeltes neuartiges Detektorkonzept nutzt gedünnte n-in-p Siliziumsensoren (75 µm und 150 µm Dicke), deren Funktion nach intensiver Bestrahlung weniger beeinträchtigt wird. Die Sensoren und Auslesechips werden mittels einer innovativen vertikalen Integrations-Technologie, ICV-SLID, zu Detektormodulen verbunden.
Neben den ersten mit dem SLID Verfahren verbunden Pixeldetektoren mit einer aktiven Dicke von nur 75 µm werden vor allem Ladungsmessungen von dünnen bestrahlten Sensoren vorgestellt. Diese zeigen eine erhöhte Sammeleffizienz im Vergleich zu Sensoren üblicher Dicke.