Note ABES Radiation hardened design of CMOS pixel sensor for the micro-vertex detector of the CBM experiment Développement d’un capteur à pixels CMOS durci aux radiations pour le détecteur de vertex de l’expérience CBM Capteurs à pixels CMOS Effets d'événement unique Effet de dose d'ionisation totale Durcissement aux rayonnements par conception CMOS pixel sensors Single-event effects Total ionization dose effects Radiation-hardening-by-design 539.7 Détecteurs de rayonnement Appareils électroniques -- Effets des rayonnements Capteurs (technologie) L’expérience CBM (compressed baryonic matter) étudiera le diagramme de phase de la matière nucléaire à des densités extrêmes, en observant des collisions or-or ou proton-or. Le détecteur Microv Vertex (MVD), l’instrument le plus proche des collisions, est conçu à l'aide de capteurs à pixels CMOS. Ces collisions produisent de nombreuses particules très ionisantes, telles que des ions or, carbone ou des protons. Ces rayonnements peuvent générer différents types de perturbations dans les capteurs du MVD : effets d'événement unique (SEE), effets de dose d'ionisation totale (TID) et dommages par déplacement. Cette thèse propose une méthode de durcissement aux rayonnements par conception (RHDB) qui respecte les principales contraintes des capteurs imposées par l’expérience, notamment leur taille. En identifiant les fonctionnalités critiques du circuit et avec des simulations dédiées, nous introduisons une conception HRDB de manière sélective dans deux parties numériques des capteurs du MVD et réussissons ainsi à augmenter significativement leur résistances aux SEE. Il s’agit de l’architecture de lecture des données et d’un circuit à boucle de verrouillage (PLL). The compressed baryonic matter experiment (CBM) will explore the behaviour of nuclear matter at extreme densities using Gold-Gold or proton-Gold collisions. The Micro Vertex Detector (MVD) is the CBM instrument closest to the collisions and is being designed using CMOS pixel sensors. The high-ionization particles generated by these collisions, such as gold or carbon ions and protons, may introduce radiation effects into the MVD sensors, such as: single-event effects (SEE), total ionization dose (TID) effects and displacement damages. In this thesis, we derive a method to implement radiation-hardening-by-design (RHBD) without compromising the essential features of the CMOS circuits, essentially its size. Using dedicated simulations and considering critical functionalities, we selectively introduced RHDB in two digital parts of the MVD sensor prototype, hardening them considerably against SEE : the read-out architecture and a phase-locked loop circuit. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 5169561 Université de Strasbourg Strasbourg 2021-12-31 https://theses.hal.science/tel-03284188 application/pdf 3739413 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2021/ZHAO_Yue_2021_ED182.pdf http://www.theses.fr/2021STRAE010/abes https://theses.hal.science/tel-03284188 https://theses.hal.science/tel-03284188 https://theses.hal.science/tel-03284188 Zhao Yue 1991-08-27 FR 256518025 0EFB1R06R40 21623252 4200020 https://theses.fr/2021STRAE010 2021STRAE010 https://doi.org/10.70675/cb2afbf1zdd95z416fz9617z67baf114ad00 2021-02-18 Physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Hu Yann MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 072150033 Baudot Jérôme MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 151229856 Uhring Wilfried Patrick MADS_PRESIDENT_DU_JURY 072149469 Orsini Fabienne MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 242862438 Goiffon Vincent MADS_RAPPORTEUR_1 166397792 Barbero Marlon MADS_RAPPORTEUR_2 191241903 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 157760502 93777 ddc:530 Hu Yann Baudot Jérôme Uhring Wilfried Patrick Orsini Fabienne Goiffon Vincent Barbero Marlon École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg) PDF 5169561