Prototypen Tests fr ATLAS Pixel Sensoren Upgrades Supervisor

Prototypen Tests für ATLAS Pixel Sensoren Upgrades Supervisor: Karola Dette Teilnehmer: Niklas Heinrich

2 Agenda I. ATLAS-Experiment II. Halbleitersensoren III. Tests mit Glasplättchen

3 I. ATLAS-Experiment

4 ATLAS Experiment

5 ATLAS Experiment

6 ATLAS Experiment

7 Pixel Detektor

8 IBL (Insertable B-Layer)

9 IBL (Insertable B-Layer) Strahlrohr • Neues, dünneres Strahlrohr (29 mm 25 mm) • Zusätzliche Detektorschicht • Näher am Wechselwirkungspunkt (5, 05 cm 3, 27 cm) • Höhere Auflösung, besseres Tracking • Strahlenhärtere Sensoren • Schnellere Auslese IBL Innerste Schicht des vorherigen Detektors

10 IBL Transport zu ATLAS

11 IBL Transport zu ATLAS

12 IBL Transport zu ATLAS

13 II. Halbleitersensoren

14 Bändermodell

15 Siliziumkristall

16 Dotieren =Einbringen von Fremdatomen p-Dotierung Die freie Stelle am Bor-Atom wird von anderen Elektronen aufgefüllt. Dabei entstehen an anderer Stelle neue Löcher. Diese Leerstellen wandern entgegengesetzt zum Elektronenfluss und können als positive „Ladungsträger“ betrachtet werden. n-Dotierung Das Phosphor-Atom gibt sein 5. Elektron ab, das keine Bindung eingehen kann. Es dient als freier Ladungsträger.

18 Verarmungszone, Raumladungszone • Ladungsträgerverarmte Zone entsteht (Raumladungszone = RLZ) durch Rekombination • Gleichgewicht aus Diffusionskraft und elektrischer Kraft • Diode: Durchlassrichtung und Sperrrichtung

19 Spannung in Sperrrichtung Das Kräftegleichgewicht wird verschoben. Die Verarmungszone wächst!

20 Halbleitersensor

21 Halbleitersensor

22 Bump Bonds

23 Kapazitive Kopplung • Tritt zwischen benachbarten Leitern unterschiedlichen Potentials auf • Leiteroberflächen können als Kondensatorplatten betrachtet werden • Ladungsverschiebung zwischen Leitern • Starke Frequenz- und Abstandsabhängigkeit (nur bei kleinen Abständen)

24 III. Tests mit Glasplättchen

25 Vermessung • Vermessung der einzelnen Glasplättchen und der Paare • Unregelmäßigkeiten in der Dicke der Glasplättchen im Mikrometerbereich

26 Kleben • Auftragen des Klebstoffs • Zusammenkleben zweier Plättchen • Mehrere Messreihen mit verschiedenen Klebstoffmengen

27 Kleben

28 Kleben

29 Erneute Vermessung der Paare • Gleichmäßige Verteilung des Klebstoffs überprüfen

30 Protokollierung der Messergebnisse

31 Grafische Auswertung

32 Grafische Auswertung

33 Grafische Auswertung

34 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und die interessanten zwei Wochen!

35 Textquellen (1) (2) (3) (4) http: //www. halbleiter. org/grundlagen/ https: //cds. cern. ch/record/1460889/files/ATL-INDET-SLIDE-2012 -428. pdf http: //de. academic. ru/dic. nsf/dewiki/1066693 http: //de. wikipedia. org/wiki/Kapazitive_Kopplung Letzter Aufruf jeweils am 07. 05. 14

36 Grafikquellen (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) http: //www. atlas. ch/photos/atlas_photos/selected-photos/detector-site/surface/9906026 -A 4 -at-144 -dpi. jpg http: //wallpoper. com/images/00/37/09/29/atlas-cern_00370929. jpg http: //www. hep. physik. uni-siegen. de/pics/atlasdetector_cs. jpg http: //li 5. ziti. uni-heidelberg. de/atlas/pixel_det 3. png http: //inspirehep. net/record/928247/files/IBLphotos. png http: //li 5. ziti. uni-heidelberg. de/atlas/ibl 1. png http: //www. halbleiter. org/img/grundlagen/leiter/baendermodell. gif http: //www. bibianatroost. de/Webcard/elektronik/grundlagen/bilder/Siliziumkristall 2. gif http: //upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/e/e 9/Silicon. Croda. jpg http: //www. halbleiter. org/img/grundlagen/dotieren/p-dotieren. gif http: //www. halbleiter. org/img/grundlagen/dotieren/n-dotieren. gif http: //upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/thumb/3/3 e/Pn_Junction_Diffusion_and_Drift. svg/1000 px. Pn_Junction_Diffusion_and_Drift. svg. png http: //upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/thumb/9/92/Pn-Uebergang_mit_Banddiagramm. svg/620 px. Pn-Uebergang_mit_Banddiagramm. svg. png http: //www. halbleiter. org/grundlagen/p-n/#p-n-Uebergang_mit_angelegter_elektrischer_Spannung http: //www. physics. ucdavis. edu/alumnewsletters/fall 1996/Fig. gif http: //upload. wikimedia. org/wikipedia/commons/thumb/8/87/Prinzip_Kapazitive_Kopplung. svg/330 px. Prinzip_Kapazitive_Kopplung. svg. png Letzter Aufruf jeweils am 07. 05. 14