Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

ii INHALTSVERZEICHNIS
4 Methoden zur Strahlenhärteuntersuchung 33
4.1 Experimenteller Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1.1 Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.1.2 Temperaturkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.2 Bestrahlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2.1 Neutronenbestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.2.2 Röntgenbestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.3 Reihenfolge der kombinierten Bestrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.4 Observablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.4.1 Leckstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.4.2 Rauschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.4.3 Ladungssammlungseffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.4.4 Verstärkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.4.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.5 Abschätzung der systematischen Unsicherheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.5.1 Unsicherheiten in der Temperaturkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.5.2 Einfluss des Rauschens auf die Messung der Ladungssammlungseffizienz 49
5 Die Strahlenhärtestudie 54
5.1 Separate und kombinierte Bestrahlung im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.1.1 Ladungssammlungseffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1.2 Leckstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.1.3 Rauschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.4 Zusammenfassung zur kombinierten Bestrahlung . . . . . . . . . . . . 64
5.2 Ausheilung von Strahlenschäden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.2.1 Negative Ausheilung von Volumenschäden . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.2.2 Ausheilung von Volumenschäden, Oberflächenschäden und Oberflächenschäden
in Anwesenheit von Volumenschäden . . . . . . . . . . . 70
5.2.2.1 Leckstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5.2.2.2 Rauschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.2.2.3 Ladungsspektrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.2.3 Zusammenfassung zur thermischen Ausheilung . . . . . . . . . . . . . 83
6 Zusammenfassung der Masterarbeit 86
A Anhang 88
A.1 Ergänzung Ladungssammlungseffizienz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
A.2 Parameter und Laufnummern der gezeigten Messdaten . . . . . . . . . . . . . 92
A.3 Erklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Literaturverzeichnis 97