Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

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74 KAPITEL 5. DIE STRAHLENHÄRTESTUDIE Entries in histogram (1bin=0,5fA) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Neutron radiation dose: d=10 13 n/cm 2 Median: 39,6fA 43,5fA Before heating After 7 days heating to +80°C 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Leakage current [fA] Abbildung 5.11: Leckstromverteilung nach Neutronenbestrahlung. Vor dem Heizen (schwarze Fläche) und nach siebentägiger Aufheizen auf T = +80 ◦ C (rote Linie). Die Breiten beider Verteilungen überlagern sich, der Median verschiebt sich durch das Heizen um 3,9 fA.
Leakage current [fA] 5.2. AUSHEILUNG VON STRAHLENSCHÄDEN 75 Leakage current [fA] 350 300 250 200 150 100 50 X-ray radiation 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 350 300 250 200 150 100 50 Annealing time at +80°C [h] Funktion: I leakage =I 0 e -t Anneal +I stabil I0 Istabil = (182±6) fA = (119±3) fA = (11±1) h (a) Röntgenbestrahlung Combined radiation Funktion: I =I e leakage 0 -tAnneal +Istabil I = (166±6) fA 0 I = (150±4) fA stabil = (11±1) h 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Annealing time at +80°C [h] (c) Kombinierte Bestrahlung Leakage current [fA] 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 Neutron radiation Funktion: I =I e leakage 0 -tAnneal +Istabil I = (3,2±0,4) fA 0 I = (39±0,3) fA stabil = (22±7) h 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Annealing time at +80°C [h] (b) Neutronenbestrahlung Abbildung 5.12: An Abbildung 5.10 angepasster Fit nach Gleichung 5.4. Es wird eine stabile Komponente Istabil und eine auf die Ausheilung zurückzuführende Komponente I0 identifiziert. geringen Betrag, der innerhalb des Bereichs der Produktionsstreuung der Dioden bleibt. Der direkte Vergleich zweier dieser Verteilungen, die vor und nach dem Ausheilvorgang aufgenommen wurden, zeigt, dass der Abfall statistisch signifikant ist. Mit einem Wert von 3,9 fA oder 9% bleibt er jedoch für die Praxis irrelevant. Damit ist die Ausheilung positiv. Das in [Mol99] beschriebene negative Ausheilen wird innerhalb der untersuchten Ausheilzeit nicht beobachtet. Über die Ausheilung im Zeitraum zwischen Neutronenbestrahlung und der ersten Messung kann keine Aussage gemacht werden. Abbildung 5.12 zeigt den exponentiellen Fit, durchgeführt für den Leckstrom nach einer Aufheizung auf T = +80 ◦ C nach a) Röntgenbestrahlung, b) Neutronenbestrahlung und c) kombinierter Bestrahlung. Die Zeitkonstante unterscheiden sich für die Röntgen- und kombinierte Bestrahlung nicht signifikant und liegen bei (11 ± 1) h. Die Zeitkonstante der Ausheilung nach der separaten Neutronenbestrahlung ist dagegen mit (22 ± 7) h deutlich größer. Damit liegt es nahe, dass im gewählten Zeitraum und den gewählten Ausheiltemperaturen hauptsächlich nur
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Eine Ausheilstudie an bestrahlten M
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B Abstract CMOS Monolithic Active P
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ii INHALTSVERZEICHNIS 4 Methoden zu
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iv ABBILDUNGSVERZEICHNIS 5.2 Ladung
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vi TABELLENVERZEICHNIS
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2 KAPITEL 1. EINLEITUNG 1.2 Fragest
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4 KAPITEL 2. MONOLITHIC ACTIVE PIXE
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10 KAPITEL 2. MONOLITHIC ACTIVE PIX
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18 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN zeln
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20 KAPITEL 3. STRAHLENSCHÄDEN Abbi
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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
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Seite 98 und 99: Anhang A Anhang A.1 Ergänzung Ladu
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Seite 108 und 109: 98 LITERATURVERZEICHNIS [Dep02] G D
Seite 110 und 111: 100 LITERATURVERZEICHNIS
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