Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

46 KAPITEL 4. METHODEN ZUR STRAHLENHÄRTEUNTERSUCHUNG 4.4.5 Zusammenfassung In diesem Abschnitt wurde die Extraktion der relevanten Observablen aus dem Primärsignal beschrieben und die Observablen anhand von Vergleichen charakterisiert. Der Leckstrom wird als Mittelwert des Auslesesignals identifiziert. Das Rauschen wird als Standardabweichung des Auslesesignals erkannt. Die Ladungssammlungseffizienz gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der ein in der Epitaxieschicht generiertes Elektron gesammelt wird. Kalibriert werden kann die Ladungssammlungseffizienz mit direkten Diodentreffern, für die erfahrungsgemäß eine Ladungssammlungseffizienz von 100 % erreicht wird. 4.5 Abschätzung der systematischen Unsicherheiten Bevor Messungen zur Strahlenhärte und Ausheilverhalten durchgeführt werden können, ist es erforderlich, die Verlässlichkeit der Messungen zu testen und damit die systematischen Unsicherheiten der Messapparatur abzuschätzen. 4.5.1 Unsicherheiten in der Temperaturkontrolle Die exakte Kontrolle der Temperatur war eine der großen experimentellen Herausforderungen. Erstens konnte die Temperatur des <strong>Sensors</strong> nicht direkt gemessen werden, zweitens ließ sich diese Temperatur durch die Kühlung nur indirekt kontrollieren. Aus diesem Grund wurden in Abschnitt 4.1.2 Strategien beschrieben, um die Temperatur möglichst gut kontrollieren und reproduzieren zu können. Um abschätzen zu können, wie gut die Temperatur kontrolliert werden kann, wurde der Leckstrom eines unbestrahlten MIMOSA-19 im Temperaturbereich von T = −56 ◦C bis T = +30 ◦C gemessen (Abbildung 4.8). Der gemessene Leckstrom steigt darin über drei Größenordnungen von (6,9 ± 0,1) aA auf (2,52 ± 0,02) fA. Um die Unsicherheit dieser Messung abzuschätzen, wird der Temperaturverlauf mit dem theoretisch zu erwartenden Temperaturverlauf verglichen (Abbildung 4.8). Für den Leckstrom einer Diode gilt nach [Mol99]: I(T ) = I(TR) · T Eg 1 exp − TR 2kB TR 1 (4.5) T TR = 293K (= + 20 ◦ C) ist eine Referenztemperatur und Eg = 1,12 eV bezeichnet die Energie der Siliziumbandlücke. Die gemessene Temperatur T wird in der Einheit Kelvin eingesetzt. Die Abweichung der Messreihe vom theoretischen Verlauf für niedrige Temperaturen wird als Hinweis auf eine unzureichende Temperaturkontrolle gewertet. Eine mögliche Ursache für dieses Verhalten ist die mit größerer Temperaturdifferenz zur Raumtemperatur sinkende Kühlleistung des Kühlsystems. Entsprechend wird die Temperatur bei sehr hohen oder sehr
4.5. ABSCHÄTZUNG DER SYSTEMATISCHEN UNSICHERHEITEN 47 Leakage current [fA] 1 0,1 0,01 1E-3 1E-4 Reference temperature T R =20°C -60 -40 -20 0 20 40 Temperature [°C] Measured leakage current Calculated leakage current Abbildung 4.8: Vergleich des mit Gleichung 4.5 berechneten Leckstromes (rote Kreise) mit dem gemessenen Leckstrom (schwarze Quadrate).
Seite 1:
Eine Ausheilstudie an bestrahlten M
Seite 4 und 5:
B Abstract CMOS Monolithic Active P
Seite 6 und 7: ii INHALTSVERZEICHNIS 4 Methoden zu
Seite 8 und 9: iv ABBILDUNGSVERZEICHNIS 5.2 Ladung
Seite 10 und 11: vi TABELLENVERZEICHNIS
Seite 12 und 13: 2 KAPITEL 1. EINLEITUNG 1.2 Fragest
Seite 14 und 15: 4 KAPITEL 2. MONOLITHIC ACTIVE PIXE
Seite 20 und 21: 10 KAPITEL 2. MONOLITHIC ACTIVE PIX
Seite 28 und 29: 18 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN zeln
Seite 30 und 31: 20 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN Abbi
Seite 32 und 33: 22 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN Para
Seite 34 und 35: 24 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN mit
Seite 36 und 37: 26 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN Rech
Seite 38 und 39: 28 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN nach
Seite 40 und 41: 30 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN 214
Seite 42 und 43: 32 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN 3.5
Seite 44 und 45: 34 KAPITEL 4. METHODEN ZUR STRAHLEN
Seite 46 und 47: ARTICLE IN PRESS on rates per atom
Seite 64 und 65: Kapitel 5 Die Strahlenhärtestudie
Seite 66 und 67: 56 KAPITEL 5. DIE STRAHLENHÄRTESTU
Seite 96 und 97: Kapitel 6 Zusammenfassung der Maste
Seite 98 und 99: Anhang A Anhang A.1 Ergänzung Ladu
Seite 100 und 101: 90 ANHANG A. ANHANG Position of cal
Seite 102 und 103: 92 ANHANG A. ANHANG A.2 Parameter u
Seite 104 und 105: 94 ANHANG A. ANHANG Chip Auslese- M
Seite 106 und 107:
96 ANHANG A. ANHANG
Seite 108 und 109:
98 LITERATURVERZEICHNIS [Dep02] G D
Seite 110 und 111:
100 LITERATURVERZEICHNIS
Alle anzeigen

Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?