具有浅层碳注入的 LGAD 传感器的设计与测试
仪器与探测器
2022-11-30 v2 高能物理 - 实验
摘要
低增益雪崩探测器 (LGADs) 是具有快速电荷收集的薄传感器，结合内部增益可提供约 30 ps 的出色时间分辨率。2028 年升级后的大型强子对撞机 (LHC) 上的高对撞率及随之而来的大粒子率穿过探测器，将导致辐射损伤和 LGADs 性能退化。辐射损伤的主要后果是增益层掺杂损失（受主移除），这需要提高偏置电压以补偿电荷收集效率及随之的时间分辨率的损失。中国科学院高能物理研究所 (IHEP) 基于中国科学院微电子研究所 (IME) 的能力，开发了一种通过向增益层掺碳以减少辐射引起的受主移除效应的工艺。在 2.510 n/cm 的 1 MeV 中子等效通量（即 ATLAS 高粒度时间探测器 (HGTD) 中传感器将暴露的最大通量）之后，IHEP-IME 第二版 (IHEP-IMEv2) 50 m LGAD 传感器在 < 400 V 电压下已提供充足的电荷收集 > 4 fC 和时间分辨率 < 50 ps。这些 50 m 器件的操作电压远低于可能发生单粒子烧毁的电压。
引用
@article{arxiv.2205.05025,
title = {Design and testing of LGAD sensor with shallow carbon implantation},
author = {Kewei Wu and Xuewei Jia and Tao Yang and Mengzhao Li and Wei Wang and Mei Zhao and Zhijun Liang and Joao Guimaraes da Costa and Yunyun Fan and Han Cui and Alissa Howard and Gregor Kramberger and Xin Shi and Yuekun Heng and Yuhang Tan and Bo Liu and Yuan Feng and Shuqi Li and Mengran Li and Chengjun Yu and Xuan Yang and Mingjie Zhai and Gaobo Xu and Gangping Yan and Qionghua Zhai and Mingzheng Ding and Jun Luo and Huaxiang Yin and Junfeng Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.05025},
year = {2022}
}