埋层 GL 又是一个位于外延层内一定深度的 +p+ 结。GL 是在外延生长过程中获得的。通过分级外延形成的 GL 还应避免与注入产生的外延缺陷相关的问题。已经确定了一家代工厂,并讨论了技术方面的问题。已经提供了购买 6' 晶圆的报价。
摘要 — 低增益雪崩二极管(LGAD)用于高粒度定时探测器(HGTD),它将用于升级 ATLAS 实验。首批 IHEP-IME LGAD 传感器由高能物理研究所(IHEP)设计,微电子研究所(IME)制造。三个 IHEP-IME 传感器(W1、W7 和 W8)接受中子辐照,辐照剂量高达 2.5 × 10 15 n eq / cm 2,以研究中子浅碳和深 N++ 层对辐照硬度的影响。以 W7 为参考,W1 施加了额外的浅碳,W8 具有更深的 N++ 层。在Bete望远镜测试中测得的3个IHEP-IME传感器的漏电流、收集电荷和时间分辨率均满足HGTD的要求(在2.5×1015neq/cm2辐照剂量后<125µA/cm2、>4fC和<70ps)。碳层较浅的W1传感器抗辐射能力最强,N++层较深的W8传感器抗辐射能力最差。
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堆积作用的显著增加是高亮度 (HL) LHC 运行阶段物理项目面临的主要实验挑战之一。作为 ATLAS 升级计划的一部分,高粒度计时探测器 (HGTD) 旨在减轻前向区域的堆积效应并测量每束团的光度。HGTD 基于低增益雪崩探测器 (LGAD) 技术,覆盖 2.4 到 4.0 之间的伪快速度区域,将提供高精度计时信息,以区分在空间上靠近但在时间上相隔很远的碰撞。除了具有抗辐射功能外,LGAD 传感器还应在寿命开始时为最小电离粒子提供每轨 30 ps 的时间分辨率,在 HL-LHC 运行结束时增加到 75 ps。本文介绍了 2021-2022 年 CERN SPS 和 DESY 使用测试光束研究的来自不同供应商的几种辐照 LGAD 的性能。这项研究涵盖了 LGAD 在收集电荷、时间分辨率和命中效率方面的有希望的结果。在大多数情况下,对于高辐照传感器(2.5 × 10 15 n eq / cm 2 ),测量的时间分辨率小于 50 ps。
a 波兰克拉科夫 AGH 大学。b 西班牙巴塞罗那国立微电子中心 (CNM)。c 苏格兰格拉斯哥大学。d 苏格兰爱丁堡大学。e 美光半导体有限公司,英国兰辛。f 英国曼彻斯特大学。g 苏格兰爱丁堡微电子中心,苏格兰。
摘要:高粒度定时探测器(HGTD)是ATLAS二期升级的重要组成部分,用于应对极高的堆积密度(平均每个束流团穿越的相互作用次数可达200次)。利用径迹的精确定时信息(σt~30ps),可以在“四维”空间进行径迹到顶点的关联。传感器选用低增益雪崩探测器(LGAD)技术,可提供所需的定时分辨率和良好的信噪比。日本滨松光子学株式会社(HPK)已生产出厚度为35 μm和50 μm的LGAD,中国科学技术大学也与中国科学院微电子研究所(IME)合作开发并生产了50 μm LGAD样机。为评估抗辐照性能,传感器在JSI反应堆设施中接受中子辐照,并在中国科学技术大学进行测试。在室温(20 ℃ )或−30 ℃ 下,通过I-V和C-V测量表征辐照对增益层和本体的影响。提取了击穿电压和耗尽电压,并将其表示为通量函数。受体去除模型的最终拟合得出HPK-1.2、HPK-3.2和USTC-1.1-W8的c因子分别为3.06×10 −16 cm −2、3.89×10 −16 cm −2和4.12×10 −16 cm −2,表明HPK-1.2传感器具有最耐辐照的增益层。采用一种新颖的分析方法进一步利用数据得到c因子与初始掺杂浓度之间的关系。关键词:LGAD;HGTD;定时探测器;硅探测器中图分类号:TL814文献标识码:A
– 光罩分为不同设计的芯片:仅带传感器的 ½ 晶圆和带传感器和读出电路的 ½ 晶圆 – 对 MAPS、LGAD 和 SPAD 探测器进行详细表征,并量化其 HEP 性能
在过去的几年中,低增益雪崩探测器(LGAD)在检测高能电荷颗粒时表现出了出色的性能。但是,由于孔和电子的乘法机制的差异,低穿透性颗粒(例如低能质子或软X射线)的检测性能大大降低。在CNM上设计和制造了LGAD检测器NLGAD的新型设计,以克服这一缺点。在这项工作中介绍了NLGAD概念的定性描述,以及在660 nm和15 keV X射线的可见光下对第一原型的增益响应测量。此外,在这项工作中还评估了对404 nm的增益响应的综述,而先前研究的1064 nm的IR光也为1064 nm。结果表明,NLGAD概念具有检测低穿透性颗粒的潜力。
本文给出了由高能物理研究所设计、中国科学院微电子研究所制备的50 µm 厚低增益雪崩探测器 (LGAD) 传感器的模拟和测试结果。制备了三片晶圆,每片晶圆采用四种不同的增益层注入剂量。制备过程中采用了不同的生产工艺,包括改变 n++ 层注入能量和碳共注入。测试结果表明,从电容-电压特性来看,增益层剂量较高的 IHEP-IME 传感器具有较低的击穿电压和较高的增益层电压,这与 TCAD 模拟结果一致。Beta 测试结果表明,IHEP-IME 传感器在高压下工作时的时间分辨率优于 35ps,辐照前 IHEP-IME 传感器收集的电荷大于 15fC,满足 ATLAS HGTD 项目对传感器辐照前的要求。关键词:低增益雪崩探测器(LGAD),注入剂量,击穿电压,时间分辨率,电荷收集电子邮件地址:zhaomei@ihep.ac.cn (Mei Zhao)