用于高粒度量能器大面积硅垫传感器表征的通用系统

以硅垫传感器作为主要活性材料的高粒度量能器正被设计用于 CMS 端盖量能器升级,并已被提议用于 CLIC、ILC 和 FCC-ee 的电磁量能器。此类实验中的硅传感器预计覆盖非常大的面积 O(1000 $\mathrm{m^2}$)。它们通常由 6 或 8 英寸晶圆生产,并由几百个较小的单元组成,每个单元面积为 O(0.1 至 1.1 $\mathrm{cm^2}$)。目前 CMS 端盖量能器升级处于原型阶段,旨在选择最终的传感器设计。需要灵活的系统以尽可能接近工作条件进行快速传感器表征、测试不同原型以及在大批量生产期间进行质量控制。ARRAY 系统由一个具有 512 输入通道的有源开关矩阵 PCB 和针对每种传感器布局原型特定的无源探针卡组成。探针卡通过弹簧顶针与每个独立焊盘接触。ARRAY 设计用于在不同偏置电压下测量每单元的漏电流和电容,同时保持整个传感器面积处于偏置下。Hexaboard 探针卡遵循类似原理:预期用于最终 CMS 探测器的读出电子学安装在通过弹簧顶针与传感器接触的 PCB 上。它用于对辐照后的传感器进行噪声和电荷收集效率测量,而无需进行模块组装。我们展示了 ARRAY 和 Hexaboard 系统的设计以及对不同 CMS 原型硅传感器进行的测量。我们还将结果与替代的多针装置进行了比较。