LGAD 增益层的补偿设计

Valentina Sola; Roberta Arcidiacono; Patrick Asenov; Giacomo Borghi; Maurizio Boscardin; Nicolò Cartiglia; Matteo Centis Vignali; Tommaso Croci; Marco Ferrero; Alessandro Fondacci; Giulia Gioachin; Simona Giordanengo; Leonardo Lantieri; Marco Mandurrino; Luca Menzio; Vincenzo Monaco; Arianna Morozzi; Francesco Moscatelli; Daniele Passeri; Nadia Pastrone; Giovanni Paternoster; Federico Siviero; Amedeo Staiano; Marta Tornago

doi:10.1016/j.nima.2022.167232

LGAD 增益层的补偿设计

仪器与探测器 2022-09-02 v1

作者: Valentina Sola , Roberta Arcidiacono , Patrick Asenov , Giacomo Borghi , Maurizio Boscardin , Nicolò Cartiglia , Matteo Centis Vignali , Tommaso Croci , Marco Ferrero , Alessandro Fondacci , Giulia Gioachin , Simona Giordanengo , Leonardo Lantieri , Marco Mandurrino , Luca Menzio , Vincenzo Monaco , Arianna Morozzi , Francesco Moscatelli , Daniele Passeri , Nadia Pastrone , Giovanni Paternoster , Federico Siviero , Amedeo Staiano , Marta Tornago

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摘要

本文中，我们提出一种低增益雪崩二极管（LGAD）增益层的创新设计，该 p $^+$ 注入区负责局部且受控的信号倍增。在标准 LGAD 设计中，增益层通过在 n $^{++}$ 电极下方区域注入 $\sim$ 5E16/cm $^3$ 的受主材料原子（通常为硼或镓）获得。在我们的设计中，旨在设计一种由 p $^+$ 与 n $^+$ 注入交叠产生的增益层：受主与施主掺杂之差将得到约 5E16/cm $^3$ 的有效浓度，与标准 LGAD 相近。目前，LGAD 传感器在辐照下的增益机制可维持至 $\sim$ 1-2E15/cm $^2$ 的通量，随后因受主移除机制而丧失。新设计对辐射更具韧性，因为受主与施主原子在辐照下均会被移除，但其差值将保持恒定。该补偿设计将使 LGAD 传感器典型的 4D 追踪能力在远超 1E16/cm $^2$ 时依然有效。

关键词

低增益雪崩二极管增益层补偿设计 p+ n+ 注入辐射硬度 4D 追踪受主移除

引用

@article{arxiv.2209.00494,
  title  = {A Compensated Design of the LGAD Gain Layer},
  author = {Valentina Sola and Roberta Arcidiacono and Patrick Asenov and Giacomo Borghi and Maurizio Boscardin and Nicolò Cartiglia and Matteo Centis Vignali and Tommaso Croci and Marco Ferrero and Alessandro Fondacci and Giulia Gioachin and Simona Giordanengo and Leonardo Lantieri and Marco Mandurrino and Luca Menzio and Vincenzo Monaco and Arianna Morozzi and Francesco Moscatelli and Daniele Passeri and Nadia Pastrone and Giovanni Paternoster and Federico Siviero and Amedeo Staiano and Marta Tornago},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00494},
  year   = {2022}
}

备注

Keywords: Silicon sensor, LGAD, Compensation, Compensated LGAD, Gain layer, 4D tracking, Radiation hardness

LGAD 增益层的补偿设计

摘要

关键词

引用

备注

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