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18/12/07 1 UE6 Costel Petrache, Université Paris XI & IPN Orsay 3. Détecteurs à semiconducteur a) Silicium

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18/12/07 1

UE6Costel Petrache, Université Paris XI & IPN Orsay

3. Détecteurs à semiconducteura) Silicium

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Semiconductor detectors have been used in experimental physics over more than 40 years. In the early days mainly Germanium, but also some Silicon and Lithium drifted Germanium detectors. A major effort has been put into the application of Ge detectors run at liquid nitrogen temperature, to perform high resolution spectroscopy measurements. This technology was the most commonly used over 20 to 30 years in Radiation Detection with semiconductor detectors.

Radiation here means all types of particles:

• Charged hadronic particles• Charged leptons, electrons, muons,…• Photons, X­rays and γ­rays• Neutrons• WIMPs ( weakly Interacting Massive Particles)• ….Over the last 25 years however Silicon detectors have become more and more important,

first in High Energy Physics (HEP), and recently increasingly in other fields.

I. INTRODUCTION

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What were the reasons for this evolution:

What are the advantages of solid state semiconductor detectors over e.g. solid state scintillator detectors?Can overcome inherent limitation of energy resolution which can be obtained with scintillators:This is due to the inherent mechanism of creating an electrical signal form a primary interaction of radiation in a scintillator. It involves a chain of relatively inefficient steps:

•Creation by incident radiation of ( generally visible light) photons

•Transport and conversion of these primary photons into photo electrons

•Big fluctuations in the first dynode of a PMT adding further uncertainty to photon statistics and therefore additional error

•Thus the primary energy required to obtain one information carrier is 100eV or more

Limits e.g. the energy resolution of a 662 keV γ­ray from 137Cs in a sodium iodide crystal to around 6%. This is a physical limit.

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A specific example:

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Back to the advantage one could get from a solid state Back to the advantage one could get from a solid state semiconductor detectorsemiconductor detector::

•Only a few eV energy spent to create one information (charge) carrier

•Therefore much larger number charge carriers for the same incident radiation!

•Compact size

•Very small feature sizes possible very high spatial resolution possible

•Very high number of channels possible since readout can be done by VLSI readout electronics relying on the same technologies as used for detector production.

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The main reason ( in my opinion):

About 25 years ago another “event” triggered a very fast and powerful development phase for semiconductor detectors: the discovery of new particles being made of very heavy constituents:

• charmed particles

• τ lepton

• beauty particles

• finally particles containing a top quarkDue to the finite but very short life times of these new particles high precision vertex measurements and tracking became a most important issue in instrumentation R&D for High Energy Physics.

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HIGH PRECISION VERTEXING AS A PHYSICS TOOL

Search for D­hadrons and B­hadrons has driven the development of high spatial resolution Si sensors first in fixed target experiments attempting to discover and study hadro­production of charmed and beauty particles in the beginning of the 1980’s.

Weak decays of heavy particles with masses from 3 to 5 Gev and also the τ­lepton happen to have decay times around 10­12 to 10­13 sec.Transverse decay length: ct ~ 150 to 500 µm

To measure decay vertices or tag these particles via their finite decay distances, a precision of ~ 10 µm is needed.

Experiments using nuclear emulsions were originally made but need for fast electronic detectors was clear because of small hadronic production cross sections of CHARM and BEAUTY particles====> powerful boost to the development of Si sensors

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In experiments at present e+e­ colliders nearly all of physics results are based on information from VERTEX DETECTORS.Similarly for future high luminosity hadron collider experiments big emphasis is put on b­flavour tagging and measurement of displaced vertices as a signature of interesting physics. All the interesting known (W+­, Z bosons) or new (Higgs) particles couple strongest to particles containing heavy quarks. Particular cases are the LHCb experiment at LHC and BTEV experiment at the TEVATRON to study with ultimate precision CP VIOLATION in the B Sector.B Meson decay channels with branching ratios of several times 10­5 to several times 10­7 have to be accumulated with high statistics to get a precise measurement of the 3 angles α, β and γ resulting from the unitarity conditions in the CKM matrix.

Similarly B­Factory experiments at SLAC and KEK are completely reliant on high performance vertex detectors to measure z coordinate­ difference of decay vertices of a pair of B­mesons produced in energy asymmetric e+e­ collisions. Silicon detectors not working means NO EXPERIMENT.

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Si Vertex Detectors were first developed for fixed target experiments using hybrid front­end electronics.. Major limitations came from the inherent mismatch in size of front­end electronics and Si sensor granularity.

Quite astonishing: despite the availability of commercial VLSI electronics HEP did not develop suitable front­ends immediately for this instrumentation. Detectors came first ( almost 10 years ahead of custom made read­out front­ends).

The first VLSI front­end chip ­ the MICROPLEX ­ was developed in 1983/1984 for the DELPHI and ALEPH experiments at LEP and and for the MARKII experiment at SLC.

This new technology (in HEP) opened the door for construction of vertex detectors for collider experiments.

In the new generation of high luminosity 4π collider experiments, TRACKING inside the Calorimetry, necessary for precise determination of momenta of high pT, high energy particles , will be done with Si TRACKERS covering large areas with millions of channels. VERTEX DETECTORS <====> TRACKERS

In these systems Vertex Detection is performed by specific parts ( layers) of the overall Tracker.

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II. Some Fundamental Notions on Silicon

• Silicon is the most abundant, studied and understood material • It is used extensively in IC industrial developments and production• Si device planar technology is highly developed and state­of­art by the

driving force of IC industry• Even in today’s VLSI and ULSI with sub­micron technology, Si is still the

material of choice, and will remain so for years to come • It has very high radiation tolerance for HEP application

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Abundance of the semiconductor constituents in the Earth’s crust (weight fraction) Element Abundance Element Abundance Element Abundance Silicon

0.283

Zinc

7x10­5

Cadmium

2x10­7

Aluminum 0.083 Gallium 1.5x10­5 Indium 1x10­7 Phosphorus 0.001 Germanium 5x10­6 Mercury 8x10­8 Sulfur 2.6x10­4 Arsenic 1.8x10­6 Selenium 5x10­8 Carbon 2x10­4 Antimony 2x10­7 Tellurium 1x10­9

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Silicon material as discussed in these lectures needs to be processed in order to be useful as radiation detection material, both for detectors and for electronics.

It is its property to form a mono­crystalline lattice structure which allows it to be so dominant in our world.

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Lattice constant a: Diamond 3.56 A Silicon 5.43 A Germanium 5.65 A

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All atoms in the diamond lattice are identical, while the two fcc sublattices are built of 2 different atoms in the case of III­V compounds.Each atom is surrounded by four close neighbors belonging to the other fcc lattice. They are arranged in a tetrahedron and each atom shares its four outer (valence) electrons with those of the neighbors. Forming what is called covalent bonds.

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Silicon crystal growth CZ Crystal Growth

• Silicon crystal ingots are pulled from molten silicon contained in a crucible.

• Seed crystal is lowered into the molten silicon, and is withdrawn at a controlled rate.

• Both the seed crystal and the crucible are rotated during the pulling process, but in opposite directions.

• Growth steps:• forming neck dislocation free • shouldering out desired diameter• tail off growth completed

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The Hollow of the Great Wave off Kanangawa (The Big Wave) by Katsushika Hokusai

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Bandes d’énergie permises et interditesDans le métal une bande est seulement partiellement

remplie.Dans un semiconducteur, la bande de valence est (presque)

pleine. et la bande de conduction est (presque) vide.

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Effet Auger : un électron d’une couche externe saute dans un état électronique vacant et un électron d’une couche externe est éjecté.

21

)( WWS ∆∝

−−∝

kTWWWP Fexp)(

WF = niveau Fermi= énergie ou P(W)=1/2

Excitation d’un semiconducteur

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Configuration Electron pour Si:K 2L 8M 4 + 4 par liaison → 8 group Eg ≈1 eV

http://phys.educ.ksu.edu/ for Visual Quantum Mechanics

n-TypeP, As, Sb5 électrons dans la couche M→1 électron avec énergie de liaison 10-50 meV

p-TypeB, Al, Ga3 électrons dans la couche M→1 électron manquant

Doper les semiconducteurs.

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p n

Une jonction p-n sans polarisation:

- Champ électrique maximum à la frontière entre p et n. - Couche déplété nette.

D. A. Fraser, The physics of semiconductor devices

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eNVX

VC XA

ε

ε

2

)(

=

=Capacitance

Depletion Layer

N : #DonorsX : Thickness of depletion Area

Equilibrium

ForwardBiasX↓ i↑

ReverseBiasX↑ i ↓

p doped n doped

p n

Hole Electroncurrent current

p n

Depletionregion

My First Diode

http://hyperphysics.phy­astr.gsu.edu/hbase/solids/diod.html

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The p+n Junction

Intrinsic silicon Few impurities n=p=ni

Donor impurities (Ph) all donor sites are contributing their e­ to the conduction band: n = ND

Acceptor impurities (B): missing e­ equivalent to moving holes in valence band: p = NA

p and n doped silicon regions “separate”

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The p+n Junction

Doped regions of Si brought into “contact”

“Fermi level” ( level where probability of occupation of a energy state is ½) must be constant across boundary: leads to “built in voltage: conduction band different in energy on both sides of the junction

In “reverse” bias condition one puts an external voltage V of the same polarity as the in­built junction voltage

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Physically this is happening through the process of inter­diffusion of free positive and negative charge carriers on either side of the junction.Holes move out of the region of high hole and low electron concentrations and vice versa across the junction.This would go on until everywhere in thermal equilibrium there is uniform concentrations of holes and electrons.But when holes move out of the region with high acceptor atom concentration ( fixed in the lattice), a fixed negative space charge is created. On the other side of the junction with high donor concentration for the same reason a fixed positive space charge region is created.This leads to an electric field which builds up in a way that it stops the diffusion process. This field sweeps all movable charges out of the space charge region.For devices one will in general have very high donor ( acceptor) concentrations on one side of the junction and very low acceptor (donor) concentrations on the other side of the junction.For silicon junction radiation detectors often a p+n junction is used for practical reasons

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The external applied voltage ( normally negative voltage on the ohmic contact side of the n­type depletion region of a detector) will naturally extend the depletion region deeper into the bulk.Once the voltage is high enough the depletion region reaches all the way through the silicon bulk and come to a natural stop.Voltage above this value Vdep is called over­depletion voltage. It will add a constant electric field on top of the linear field.

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0

0 0­

0

)(

:equation sPoisson'

02

2

>≤<

≤<−

−≤

==−=

n

nD

pA

p

WxWxeN

xWeNWx

xdxdE

dxd

εερφ

The p+n Junction

For uniform space charge densities ­eNA and eND on both sides of the junction (oversimplified):

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Continuity and boundary conditions Continuity at x=0:

Boundary conditions:

)0()0()0()0(

+−

+−

==

φφEE

0)()()(0)()(

=−−=−

==−

n

bip

np

WVVW

WEWE

φφ

The p+n Junction

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Solutions E­field:

Potential:

Build­in potential:

>

≤<−−

≤<−+−

−≤

=

0

0 )(

0 )(

0

)(

0

0

n

nnD

ppA

p

Wx

WxxWeN

xWWxeNWx

xE

εε

εε

>

≤<−−

≤<−−−+

−≤−−

=

0

0 )(2

0 )()(2

)(

)(2

0

2

0

n

nnD

pbipA

pbi

Wx

WxxWeN

xWVVWxeNWxVV

x

εε

εεφ

= 2ln

i

DAbi n

NNe

kTV

The p+n Junction

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Depletion region(or space charge region)

From continuity conditions, we have:

Define the depletion region width W:

If NA>>ND (p+n junction):

)(2 022 VVWNWN

WNWN

binDpA

nDpA

−=+

=

εε

+−=+=

DA

binp NNe

VVWWW 11)(2 0εε

D

bin

A

D

A

DD

bip

D

bi

A

DD

bin

eNVVWW

NN

NNeN

VVW

eNVV

NNeN

VVW

)(2

01

)(2

)(2

1

)(2

0

0

00

−≅≅

≅⋅

+

−=

−≅

+

−=

εε

εε

εεεε

The p+n Junction

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Depletion region(or space charge region)

In the depletion region, the electric field is linear:

Electron and hole pairs generated by light or particles will drift in this field to give a current or charge signal.

For fully depleted detectors: Wn=d For a n­type detector with resistivity of 4kΩ­cm (or

ND=1.08x1012/cm3) and 300 µm thickness, the full depletion voltage (Vd) is: 78 volts

0 )()(0

nnD WxxWeNxE ≤<−−=

εε

The p+n Junction

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Interaction of particles with Si

• Photons– Generation of secondary electrons with high energy

• Photoelectric effect (<50 keV)• Compton scattering (50 k to 20 MeV)• Pair production (>20 MeV)

• Charged particles (NP and HEP)– e, p, α, π, heavy ions, etc.

• Rutherford (Coulombic) scattering• Nuclear interaction (displacement damage)

• Neutrons– Nuclear interactions (displacement dam.)

• Elastic scattering• Inelastic scattering

• Transmutation

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Interactions of Radiation with Semiconductor Material

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Radiation InteractionsAn understanding of the response of a specific type of detector must be based on the understanding of the fundamental mechanism by which radiations interact and lose their energy in matter, in our case semiconductor material. Charged hadrons and fast electrons interact directly by Coulomb interactions with the electrons present in any medium within the absorber material and create ionization. Neutrons have to first interact with the nuclei in the medium to produce charged radiation and photons will have interactions with electrons before they can leave a detectable trace. If there are no such interactions then these neutral radiation will pass through the detector without leaving any trace.Photons can transfer either part or all of their energy to electrons in the medium. The resulting secondary electrons will have evidently the same interactions as primary electrons, like e.g. β – particles.Neutrons may interact in such a way as to produce secondary heavy charged particles, sometimes splitting up the nucleus, which then serve as the basis of the detector signal.

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18/12/07 37

Interaction of particles with Si

Photons

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18/12/07 38

The Photo­electric Absorption

The photon undergoes an interaction with an absorber atom in which the photon completely disappears. An energetic photo­electron is ejected by the atom from one of its bound shells, mostly from the K­shell for energetic enough photons.The energy of the photo­electron is:

Ee = hv – Eb

With Eb the binding energy of the photo­electron in its original shell.

The probability of this process is enhanced for low photon energies and for absorber materials with high atomic number Z

P ~ constant Zn/Eγ3.5

With n varying from 4 to 5 depending on the energy range.

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18/12/07 39

Compton Interaction of a photon with an electron in the medium:

The Compton Effect

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Angular dependence of the Compton cross section as a function of the energy of the incident photon:

x

Klein­Nishina Formula for differential scattering cross section:

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Pair Production

If the γ ray energy exceeds twice the rest mass of the electron the process of e+e­ pair production is energetically possible. It starts to become the dominant process above a photon energy of 10 MeV.

Pair Production

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18/12/07 42

Interaction of Particles with SiCharged particles

Rutherford cross­section:

12222

4

Emce

dEd ⋅= β

πσ

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Average differential energy loss of a charged particle with energy E traversing the semiconductor detector is described by the Bethe­Bloch formula:

Energy loss from collisions

+

Energy loss through radiation

Only very fast electrons can have significant energy loss through radiation: for a 1 MeV electron in Si only about 2% of energy loss is through radiative processes. The bremsstrahlung photon energy is generally low and will be absorbed in the vicinity of its creation

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18/12/07 44

Interaction of particles with SiCharged particles

For minimum ionizing particles (MIP)

It takes about 3.6 eV of primary energy deposition to generate one e­h pair.

On average, 80 e­h pairs will be generated per µm of Si: about 2.4x104 for 300 µ m thick Si.

The signal is therefore limited by the energy deposited and the detector thickness.

One attempts to have full depletion to obtain the highest possible signal Only charge created in the depletion zone will contribute to the signal, since the electric field is zero outside the depletion region.

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Charge Carrier Transport in Semiconductors

Mobile charge carriers ( electrons in the conduction band and holes in the valence band) are essentially free particles. Their mean thermal kinetic energy is 3/2kT, which means their mean velocity is 107cm/s. They scatter mainly on imperfections in the lattice. Typical mean free path is 10­5cm with mean free time between scatters of ~ 10­12s.

If there is an electric field, like in the depleted space charge region of a p­n junction device, the charges will have a component of movement (drift) along the direction of the electric field with velocity

vn = ­µnE

vp = µpE

If there is a inhomogeneous distribution of charges it will become homogeneous after a long time through diffusion.

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Carrier drift velocities in several semiconductors

Low field mobility region is the region where the drift velocity is linear with electric field. For higher fields saturation sets in

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Charge Collection in a Semiconductor Detector

Interaction of radiation in the semiconductor material creates electron hole pairs, either distributed along the track of a energetic charged particle uniformly, or nearly point like as in the absorption process of a γ ray.Electrons and holes will induce unequal charges in the electrodes of a detector.If an external bias voltage V is applied to the detector

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xhxe

V( positive)

Induced charge on top electrode:Qh = q (d­xh)/d

Qe = ­q (d­xe)/d

Example: An electron hole pair is created in the middle of a Silicon detector with thickness d, with the hole drifting to the p+n junction

p+

n+

n­d

The electric field as a function of depth x is given by:

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V is applied voltage, Vdep is voltage needed for full depletion

What is the current induced in the top electrode due to the drift of the electron and the hole towards the respective electrodes. The drift velocity of the electron is:

Similar for the hole. This leads to the differential equation which allows to calculate the electron [hole] position xe(t) [ (xp(t)] as a function of time:

Integration gives

i(t) =

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The velocity is then:

The same equations can be written for the hole velocity by replacing µn with µp

Boundary conditions are: xe(t=0) = x0, with x0 being half the depth of the detector in this example.

The transit time of the charges, From the start of the drift until they reach the electrodes, is defined by xe(te) = d and xh(th) = 0.

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The direct signal observed on the electrons is the time development of the induced charge, the signal current:

The current in this example then becomes:

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The total induced current is the superposition of an electron­induced current with falling exponential time behavior stopping at t=te and a hole­induced current with rising exponential time behavior stopping at t = th

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Transient current/charge techniqueTCT/TChT

• Laser (670 to 1030 nm, with absorption length of 5 µm to 300 µ m in Si) to generate free carries.

• Free carrier generated: 105 to 107

• Temperature range: 77K to 320 K• Bias range 0 to 1000 volts

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Transport of free carriers in Si detectors and signal processing

TCT data (830 nm laser)

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TChT data (830 nm laser)

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Various types of Si detectors in HEP and NP and for x­ray

Position sensing

• Si Strip detectors (SSD)– mm strips– micron strips (micro­strip det.)

• Si Pixel detectors (SPD)– mm pixels (pad detectors)– micron pixels (pixel det.)

• Si Drift detectors (SDD)– Linear SDD– Cylindrical SDD– Arbitrary shape SDD

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Strip detectors: Schematic

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Strip detectors• Single­sided detector:

– Easy to process– Fast transient time 10’s of ns– One dimensional sensing µm resolution– Modest number of read­out channels

• Double­sided detector– Two dimensional sensing

– Difficult to process– Large number of read­out channels– Two­hit ambiguity

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Strip detectors (One example)Single chip

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Strip detectors (One example)Single chip

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Strip detectors (One example)Single chip (fan­out)

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Strip detectors (One example)Single chip (fan­out)

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Pixel detectors Schematic

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• p on n pixel:– Easy to process– Fast transient time 10’s of ns– Two dimensional sensing µm resolution– Small leakage current– Maximum number of read­out channels– Bump­bonding needed

• n o n pixel– Maybe more rad­hard– Difficult to process

Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Pixel detectors

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Drift detectors Schematic

µ

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Drift detectors Schematic

• Cathodes on both sides (Ref.[12])

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Drift detectors

• Small capacitance due to small anode (low noise) for large area detector

• Possible to separate bulk leakage current from surface current• Smallest number of read­out channels• Good multiplicity • No two­hit ambiguity

• Difficult to process (two­sided)• Long transient time (µs’s)• Large biases (100’s to 1500 volts) needed

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Various types of Si detectors in HEP and NPand for x­ray

Drift detectorsSVT for STAR at RHIC/BNL

• Detector schematic

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Application of Si Devices as Detectors/Sensors

Photodiodes Solar cells X­ray/Gamma/particle detectors Mechanical sensors Chemical sensors Bio­chemical sensors etc.

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Silicon Vertex Detectors

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THE INGREDIENTS A. SENSORS

The majority of Vertex Detectors use Si sensors (example of another technique: scintillating fiber vertex detectors ).For high luminosity collider experiments other materials with more radiation resistance than Si have been and are investigated:

–GaAs–Oxigenated Si–CVD Diamond

GaAs seemed to be rad­hard for neutrons, but less resistant to pions compared with Si.It has been demonstrated (RD42) that CVD Diamond is radiation hard for fluences beyond 1015 protons/cm2.

Also oxigenated high resistive Si has in some aspects better radiation resistance than normal high resistive Si

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• Types of Sensors most commonly used in Vertex • Detectors/Trackers:

– Microstrip Detectors• single sided• double sided

– Pixel Detectors– Si Drift Chambers– Pad Detectors– Charge Coupled Devices (CCD)

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A Generic Si Detector: Principle of operation

N­ SUBSTRATE

P STRIPS N STRIPS

P STOPS

Electric Field

Space Charge Region

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Si µ­Strip Detectors• P+ Strips on high resistive n­material most commonly used• p+n junction on structered side; n+n ohmic contact on backplane

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Some Standard Technologies

• Coupling of p­n junction to read­out:– dc with effective bias resistor as part of front­end

electronics– dc with bias resistor (polysilicon) and ac coupling on

separate bias chip ( glass substrate)– ac coupling integrated on Si sensor: metal on top of

SiO2 or SiO2­Si3N4 ; difficult to get yield above 99% • Integrated bias resistors:

– Polysilicon Range 100kΩ to 100ΜΩ; uniform; radhard– Punch­Through or Fox FET; Dynamic resistance very

high, R ~ 1/Ileak simple technology ; – Implanted resistors: simple technology, radhard?, not

suited for very high resistors

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• Guard Ring Structures:• New approach has been taken with the need of high

operation voltage in the environment of high luminosity collider experiments– Increase of full depletion voltage after heavy irradiation and

reverse annealing – Operation of detectors with sufficient overdepletion voltage

to collect full charge at very short shaping times ( ballistic deficit)

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• n+ strips on n­material:– most features are as with p+n strips However there are 2 additional technology steps

needed:• Ohmic separation of n+ strips which are shorted by

electron accumulation layer has to be implemented– p­stops: p+ implants all around the n strips to

break the accumulation layer– p­spray implant over the whole structured side

• Guard Rings on the p+n junction side (backplane) of the detector

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• The need for guard rings on both sides of the detector is the cause for– Higher cost– Basically full double sided processing required which

also influences the yield

• Double sided detectors are just combining both single sided technologies

• In general double sided detectors would give the best physics performance but are more delicate to operate

• High voltage at least on one side for readout• Front End electronics in sensitive volume or

rerouting of readout on one side ( double metal ) in case of 900 stereo

• …………….

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Si PIXEL DETECTORS

• Technology is identical to strip detector technology.• Pixel detectors are usually installed very close to the interaction• region in an extremely severe radiation environment. Most presently• developed systems need sensor material with very high radiation• hardness.• For this reason a widely pursued option is Si n+n pixels with p• spray isolation between adjacent pixels• Reasons: after space charge inversion (also “Type Inversion”) the • space charge region develops from the n­side into the bulk when • voltage is applied.The charge carriers move close to the read­

out • electrodes also when not fully depleted. • Multi guard ring structures to assure high breakdown voltage, in• excess of 500V

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Si PIXEL DETECTORS

• GEOMETRY:

• Minimum pixel size needed for accommodating all the necessary

• functions on the front­end chip is about 20000 µm2.– 150 x 150 µm2

– 50 x 400 µm2

• point resolution: σrφ = 12 µm, σz = 60 µm

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Si PIXEL DETECTORS

Layout of CMS pixel. Floating double p­stop around each pixel

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Si PIXEL DETECTORS

ATLAS Pixel Layout

Resolution obtained with ATLAS pixel in test beam

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Charge Coupled Devices•Most precise 2 dimensional electronic sensor for vertex detection.•Big devices commercially available: 8o x 16 mm2 with 4 output nodes•Pixel size: 20 x 20 µm2 ==> 3.2x106 pixels•Radiation length small: 0.4% per layer•Read­out time long: 210 ms•Spatial resolution: σ ~ 4 µm•Missed distance for µ−pairs: δ =8 ­10 µm•Smallest multiple scattering contribution: 33/psinθ3/2

• Alignment very important

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Charge Coupled Devices

• The principle of a Charged Coupled Device

• First time used in experimentin 1983/1984 in NA11/NA32 ΛC in hadronic production

Very powerful, fully commercial deviceSupported by Multi­Billion dollar industry (Videa Cameras, HDTV,…….)

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Charge Coupled Devices

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Charge Coupled Devices

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Charge Coupled Devices

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AN EVENT IN VXD3

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Détecteurs

Système d’acquisition

Electronique ASIC

Détecteurs Si-pad développés à IPN Orsay 300 µm/1500 µm d’épaisseur avec 60/30 pads de 4x4 mm2

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