Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

44 KAPITEL 4. METHODEN ZUR STRAHLENHÄRTEUNTERSUCHUNG
Entries in histogram
(1 bin = 1 ADC)
500
400
300
200
100
Epitaxial hit
Collection peak
4 cluster pixel
1 cluster pixel
0
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225
Charge collected [ADC]
Diode hit
Calibration peak
Abbildung 4.7: Ladungsspektrum eines Fe-55-Strahlers mit einer Clustergröße von 1 (rote
Linie) und 4 (schwarze Fläche) Pixel.
in der Epitaxieschicht gesammelten Signalladungen. Je größer ein Cluster ist, desto mehr Signalelektronen
können einem Treffer zugeordnet werden. Das Maximum wandert zu höheren
Signalhöhen und die Breite der Struktur nimmt ab. Bei Auslese der 25 Pixel um einen Treffer
werden nahezu alle Signalelektronen gesammelt und die Struktur überlappt mit der maximal
nachweisbaren Ladung. Unvollständige Ladungssammlung aufgrund der Nichtberücksichtigung
von Pixeln, die Ladung gesammelt haben, führt zu erhöhten Fluktuationen, wie aus der Zunahme
der Breite mit abnehmenden Mittelwert zu sehen ist. Als Schlussfolgerung hängt die
Ladungssammlungseffizienz von der Zahl der Pixel ab, die einem Cluster zugeordnet werden.
Deshalb ist es erforderlich, die Größe des Clusters eindeutig festzulegen. Aus Gründen der
Vergleichbarkeit mit [Dev07] wird eine Clustergröße von vier Pixel zugrunde gelegt.
Der Sammelpeak (collection peak) ist der größte Peak im Ladungsspektrum mit einer Clustergröße
von vier Pixel (Abbildung 4.7 schwarze Fläche). Die Position des Sammelpeaks ergibt
sich aus der Anzahl der in der Epitaxieschicht generierten und von vier Dioden gesammelten
Elektronen. Die Ladungssammlungseffizienz ist nach der Konvention aus [Dev07] das Verhält-