带有与不带主动边缘的高辐照 N-in-p 薄平面像素传感器

我们展示了采用 MPP/HLL 生产的活性厚度为 150 $\mathrm{\mu}$m 的 n-in-p 平面传感器，以及芬兰 VTT 生产的 100-200 $\mathrm{\mu}$m 薄主动边缘传感器器件的硅像素模块特性表征结果。这些薄传感器被设计为 ATLAS 像素探测器升级的候选方案，以在 HL-LHC 运行，因为它们能确保在高注量下的抗辐照性能。它们与 ATLAS FE-I3 和 FE-I4 读出芯片互连。此外，n-in-p 技术仅需单面加工，因此它是目前 LHC 实验中采用的 n-in-n 像素技术的一种高性价比替代方案。在 CERN SpS 和汉堡 DESY 均对这些器件的击中效率进行了高精度束流测试测量。我们研究了这些传感器在不同偏压和不同束流入射角下的行为，入射角最高达到 ATLAS 新可插入 B 层和 HL-LHC 探测器预期的最大值。采用新型 ATLAS FE-I4 芯片组装并辐照至 4$\times$10$^{15}\mathrm{n}_{\mathrm{eq}}/\mathrm{cm}^2$ 注量的 150 $\mathrm{\mu}$m 薄传感器获得的结果表明，它们是 HL-LHC ATLAS 探测器升级中硅像素径迹仪较大半径处的优秀候选者。此外，VTT 器件的主动边缘技术最大化了传感器的活性面积，并减少了材料预算，以满足最内层的要求。VTT 模块的边缘像素性能已在束流实验中进行了研究，并在实验室利用放射源完成了高达 5$\times$10$^{15}\mathrm{n}_{\mathrm{eq}}/\mathrm{cm}^2$ 注量辐照后的分析。