面向未来 ATLAS 升级的无边缘 n-on-p 平面像素传感器的研制

本文报道了由 FBK（意大利特伦托）研制的用于大型强子对撞机（LHC）高亮度阶段（HL-LHC）ATLAS 内探测器升级的 n-on-p“无边缘”平面像素传感器。该器件的一个显著特征是边缘死区减小，这是通过采用基于深蚀刻沟槽的“有源边缘”技术实现的，该沟槽经过适当掺杂以与衬底形成欧姆接触。本文介绍了该项目、有源边缘工艺、首批 n-on-p 产品的传感器设计，以及一系列模拟结果，包括在辐射注量达到 $1 \times 10^{15} {\rm n_{eq}}/{\rm cm}^2$（相当于 HL-LHC 预期值，即运行约十年，积分亮度为 3000 fb$^{-1}$）后外层像素层的预期电荷收集效率。结果表明，在辐照后且偏置电压为 500 V 时，边缘区域应能收集超过 50% 的信号；这证实了有源边缘方法的有效性。