Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

4.3. REIHENFOLGE DER KOMBINIERTEN BESTRAHLUNG 37
Bestrahlungszeit [h] Dosis [10 13 neq
cm 2 ]
2,6 0,3
5,2 0,6
11,3 1,3
16,9 1,95
Tabelle 4.1: Bestrahlung mit schnellen Neutronen: Bestrahlungszeit und die sich daraus ergebenen
Bestrahlungsdosen.
Vorherige Spotradius Dosisrate
Bestrahlungs- Zeitdauer bis
kRad
Neutrondosis [ mm]
h dauer zur ersten Messung
unbestrahlt 11 419 28 Min 37 Sek 3 h 21 Min
1,3 · 1013 neq
cm2 11 419 28 Min 37 Sek 3 h 41 Min
Tabelle 4.2: Bestrahlungsbedingungen der Röntgenbestrahlung.
4.2.2 Röntgenbestrahlung
Die zwei für diese Arbeit vorgenommenen Bestrahlungen von MAPS mit Röntgenstrahlung
wurden mit Hilfe der kalibrierten Röntgenröhre am KIT in Karlsruhe durchgeführt. Die Röntgenröhre
lieferte einen Strahlstrom von 33 mA bei einer angelegten Spannung von 60 kV. Der
Spotradius betrug circa 11 mm, der Abstand zur Quelle 21 cm, womit sich nach [BR09] eine
Dosisrate von 419 kRad
h ergibt. Die gewünschte Dosis von 200 kRad wurde damit nach 28 Minuten
und 37 Sekunden erreicht. Die Bestrahlungen wurden bei Raumtemperatur durchgeführt.
Die Dosimetrie wurde vom Personal des Instituts angegeben und hat eine Genauigkeit von 15 %.
Die Tabelle 4.2 fasst die Bestrahlungsbedingungen der zweiten Bestrahlung im Januar 2010
zusammen. Die Analyse der kombinierten Bestrahlung in Abschnitt 5.1 beruht auf Messungen
von Sensoren der ersten Bestrahlungsserie, die Ausheilstudien in Abschnitt 5.2 werden nach der
zweiten Röntgenbestrahlung durchgeführt.
4.3 Reihenfolge der kombinierten Bestrahlung
Bisher wurde zwischen ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung unterschieden. Dies
bietet sich aus zwei Gründen an. Zum einen sind die hervorgerufenen Strahlenschäden grundverschieden,
zum anderen lassen sich beide Bestrahlungen experimentell getrennt durchführen.
Zur Erzeugung von ionisierenden Strahlenschäden werden auf der einen Seite die Sensoren
mit Röntgenphotonen bestrahlt. Diese besitzen einen zu niedrigen Impuls, um ein Atom aus
dem Gitter zu schlagen. Reine Röntgenbestrahlung verursacht damit keine nicht-ionisierenden
Strahlenschäden. Sie ruft demzufolge nur ionisierende Strahlenschäden hervor. Auf der anderen
Seite ist die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit von Neutronen mit der Elektronenwolke der
Gitteratome vernachlässigbar. Ionisierende Strahlenschäden durch die Neutronenbestrahlung