UNIVERSIT .. AT BONN Physikalisches Institut - Prof. Dr. Norbert ...

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400 µm600 µm17016916816716616517016916816716616550 µmGanged Pixel164163162161160159158157156155154153152164163162161160159158157156155154153152Verstärker ICAbbildung 4.4: Schematische Zeichnung des Sensorbereiches zwischen 2 Verstärker ICsin Spalten und Zeilen Richtungmessungen für ein Tile-2 Modul sind 24,4 × 62,6 mm 2 , für ein Tile-1 Modul dagegen18,6 × 62,6 mm 2 .33
Für Tests der Sensorkonzepte und der Elektronik ist es meistens nicht notwendig einvollständiges Modul zu betreiben. Daher wurden zusätzlich kleinere Sensoren (singlechip sensor) entworfen, die genau auf einen Verstärker-IC passen. Wie beim Modul sinddie Sensor-Pixel ab Zeile 160 doppelt angeschlossen, allerdings nur die vier nächstenPixel. Ebenso sind die Sensorpixel in Spalte 18 600 µm groß, in Spalte 1 sind dieSensorpixel allerdings nur 400 µm .Physikalischer Aufbau[27][28]Bei <strong>AT</strong>LAS besteht der Sensor des Pixeldetektor aus Silizium und ist in der n + n Technologiegefertigt (Abbildung 4.5). Dies bedeutet, daß das Substrat des Sensors aushochohmigen n-Silizium und die Pixelsegmentierung aus n + -Implantationen besteht.Auf der Rückseite befindet sich ein p + -Kontakt, der mit dem n-Substrat den pn-Übergangder Detektordiode bildet. Der Rückkontakt darf nicht bis zur Schnittkante reichen,daher ist eine doppelseitige Prozessierung notwendig. Damit die n + -Elektroden nichtkurzgeschlossen werden, müssen die Elektroden isoliert werden. Die Techniken werdenweiter unten kurz vorgestellt.n + Implantationenn-SubstratDepletionszonep + Rückkontaktp+ ImplantationenDepletionszonen-Substratn + RückkontaktAbbildung 4.5: a) zeigt einen n + n Sensor, b) einen p + n SensorDie n + n-Technologie bietet zwei wesentliche Vorteile gegenüber der üblicherweise eingesetztenp + n-Technologie (Abbildung 4.5). Zum einen kann der Detektor nach derdurch starke Bestrahlung hervorgerufenen Typinversion des n-Substrates mit starkerUnterdepletierung betrieben werden. Bei <strong>AT</strong>LAS ist die maximale Detektorspannungaus technischen Gründen auf 600 V beschränkt. Die Strahlenschäden führen dazu, daßSiliziumdetektoren bei den zu erwartenden Schäden nach 10 Jahren bei 600 V nichtmehr voll depletiert sind. Da die Elektronik in der Lage ist weitaus kleinere Signalenachzuweisen, ist es wünschenswert die Detektoren auch im unterdepletierten Zustandzu betreiben [29].Zum anderen können durch die doppelseitige Prozessierung Schutzringe zwischen denKanten und dem Rückkontakt aufgebracht werden, welche die Detektorkanten auf Erdpotentialbringen. Dies erleichtert den Zusammenbau des Sensors mit der Elektronikbzw. mit den Leitungen, die eng an den Detektorkanten vorbeigeführt werden.34
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