Développement de capteurs à pixels résistants aux rayonnements intenses pour la détection de particules chargées
Langue Anglais
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Auteur : Koziel, Michal
Date de soutenance : 26-09-2011

Directeur(s) de thèse : Winter, Marc

Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Physique
Classification : Physique

Mots-clés libres : CMOS , sensor , tolerance , hardness , radiation , CBM , STAR , ILC
Mots-clés :
  • Particules (physique nucléaire) - Thèses et écrits académiques
  • Détecteurs à semiconducteurs (physique nucléaire) - Thèses et écrits académiques
  • Capteurs (technologie) - Thèses et écrits académiques
  • MOS complémentaires - Thèses et écrits académiques
Résumé : Les capteurs CMOS sont développés depuis une décennie en vue d'équiper les détecteurs de vertex des expériences de physique des particules à venir, avec les avantages d'un faible budget de matière et de bas coûts de production. Les caractéristiques recherchées sont un temps de lecture court, une granularité élevée et une bonne radiorésistance. Cette thèse est principalement consacrée à l'optimisation de ce dernier point. Pour diminuer le temps de cycle vers les 10 microsecondes, la lecture des pixels en parallèle dans chaque colonne a été implémentée, associée à une logique de suppression d'information des pixels sans signal. Les pixels sont devenus plus complexes et plus sensibles aux rayonnements ionisants. L'optimisation de l'architecture des pixels, par des techniques standard de durcissement aux rayonnements, a porté la limite à 300 krad (quelques Mrad attendus) pour le procédé de fabrication à 0,35-um utilisé jusque-là. L'amélioration de la tenue aux rayonnements ionisants passe par l'utilisation de technologies de taille inférieure à 0,35-um, naturellement plus radio-résistantes. Ceci facilitant de plus l'intégration de tous les composants dans un pixel. Un autre aspect abordé dans cette thèse concerne la tolérance aux rayonnements non ionisants. Différentes technologies CMOS améliorant la collecte de charges ont été testées. L'utilisation d'une couche de détection de haute résistivité a porté la tenue à ces rayonnements à 3 1013 neq/cm2, conforme à l'objectif fixé. Ce résultat marque une étape importante pour les capteurs CMOS qui devraient rapidement satisfaire le cahier des charges d'expériences particulièrement contraignantes telles que CBM par exemple.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-308627
Type de ressource : Thèse