√лавна€ > —татьи > –азработка и характеристики кремниевых координатно-чувствительных детекторов дл€ физики высоких энергий и €дерной физики

√лавное меню

–азработка и характеристики кремниевых координатно-чувствительных детекторов дл€ физики высоких энергий и €дерной физики

”ƒ  539.1.074.5; 621.382; 621.039.7

¬. Ћ. ѕеревертайло
√ѕ "Ќ»» микроприборов" Ќ“  "»ћ " ЌјЌ ”краины –≠—В–Њ—В e-mail –∞–і—А–µ—Б –Ј–∞—Й–Є—Й–µ–љ –Њ—В —Б–њ–∞–Љ-–±–Њ—В–Њ–≤, –і–ї—П –µ–≥–Њ –њ—А–Њ—Б–Љ–Њ—В—А–∞ —Г –Т–∞—Б –і–Њ–ї–ґ–µ–љ –±—Л—В—М –≤–Ї–ї—О—З–µ–љ Javascript


ѕредставлены разработки р€да кремниевых координатно-чувствительных детекторов частиц и излучений дл€ экспериментов в физике высоких энергий и €дерной физике, проводимых коллабораци€ми HERA-B, LHCb и научными учреждени€ми ≈вропы и ”краины. ƒетекторы были спроектированы с помощью отечественных программных средств проектировани€ интегральных схем (»—) и изготовлены на технологических линейках по изготовлению серийных кремниевых »—, что позвол€ет осуществл€ть массовый выпуск.
ѕри проведении этих работ разработан р€д технологий кремниевых детекторов различного назначени€ и методик измерени€ их электрофизических параметров.
»спытани€ и исследовани€ координатно-чувствительных детекторов показали, что они обеспечивают надежную регистрацию полезных событий на фоне шума (соотношение сигнал/шум не менее 20 дл€ необлученных образцов) и высокое пространственное разрешение (дл€ геометрии представленных конструкций типичное значение - дес€тки микрон), в том числе и при радиационных нагрузках в несколько ћ–ад и выше.
1. ¬ведение
 ремниевые координатно-чувствительные (микростриповые) детекторы на основе p-i-n диодных структур в насто€щее врем€ €вл€ютс€ одним из основных инструментов исследовани€ различных частиц и излучений, €вл€ющихс€ продуктами €дерных реакций и взаимодействи€ высокоэнергетичных частиц во встречных пучках и с мишен€ми [1-7]. »х преимуществами €вл€ютс€ небольша€ энерги€, расходуема€ на образование электронно-дырочной пары, котора€ в кремнии составл€ет около 3,6 э¬, высока€ тормозна€ способность, что придает компактность детектору, высока€ скорость набора статистики, наиболее отработанна€ технологи€ производства кремниевых детекторов, высока€ радиационна€ стойкость, способность работать в магнитных пол€х, в вакууме и жидкости [1-7].
ќднако, при разработке и изготовлении детекторов необходимо решить р€д технологических проблем, в том числе, св€занных с требовани€ми малых токов утечки (1-10 нј/см2) при использовании высокоомного кремни€, обеспечением бездефектной структуры на больших площад€х (1-10 см2 и более) при большом количестве элементов детектора (10-103 стрипов), а также с ограничени€ми стандартного оборудовани€, предназначенного дл€ изготовлени€ кристаллов размерами до 10х10 мм2, в то врем€ как кристаллы микростриповых детекторов имеют на пор€док большие размеры.
ѕредставленные в данной работе разработки р€да кремниевых координатно-чувствительных детекторов частиц и излучений были предназначены дл€ экспериментов в физике высоких энергий и €дерной физике, проводимых коллабораци€ми HERA-B, LHCb и научными учреждени€ми ≈вропы и ”краины. ƒетекторы были спроектированы с помощью отечественных программных средств проектировани€ интегральных схем (»—) и изготовлены на технологических линейках по изготовлению серийных кремниевых »—, что позвол€ет осуществл€ть в случае необходимости массовый выпуск детекторов.
2.  онструкци€ микрострипового детектора
 оординатно-чувствительные детекторы на кремниевых p-i-n диодах представл€ют собой р€д узких р+-полосок (стрипов) на лицевой стороне пластины высокоомного кремни€ n-типа, образующих р+-n переходы с n-подложкой. Ўаг, ширина, длина стрипов и зазор между ними €вл€ютс€ основными конструктивными параметрами микростриповых детекторов [1-7].
ћикростриповые детекторы позвол€ют получить информацию о координате частицы, реконструировать трек, а также определить энергию частицы. ѕространственное разрешение зависит от шага стрипов P и дл€ простейшей модели составл€ет P/?12 [8]. Ўаг стрипов P определ€етс€ задачами эксперимента (вершинные, трековые или другие детекторы) и может выбиратьс€ от дес€тков микрон, например [4], до сотен [8,9].  роме того, разрешение может улучшатьс€ при обработке сигналов (кластеров сигналов). »спользу€ многослойные детекторы (трекеры) можно более точно определить пространственные характеристики трека частицы, регистриру€ ее в нескольких точках [8].
ѕримером описанного стрип-детектора €вл€етс€ детектор дл€ измерений на 225 ћэ¬ электронном пучке (’‘“», г. ’арьков, ”краина), который содержал 38 стрипов с шагом 400 мкм, шириной р+- области 350 мкм и зазором между стрипами 50 мкм. ƒлина стрипов - 40 мм. — помощью этого стрип-детектора было проведено р€д экспериментов, в том числе сн€т спектр упругого рассе€ни€ пучка электронов на углеродной мишени 12—. ”гол рассе€ни€ электронов составл€л 35 , пленка углерода имела толщину 147 мг/см2 [9]. —пектр, полученный на стрип-детекторе, приведен на рис.1 [9], энерги€ пика упруго рассе€нных электронов соответствует рассчитанной величине.

–ис. 1. —пектр энергии электронов с первоначальной энергией 225 ћэ¬, рассе€нных на мишени 12—
3. “ехнологи€ изготовлени€ кремниевых микростриповых детекторов
3.1 “ехнологи€ планарных детекторов с пр€мой св€зью с p-n переходами
¬ рассмотренных выше детекторах сигнал выводитс€ непосредственно с p-n-перехода через контакт к нему (пр€ма€ св€зь). »х технологи€ известна из литературы, например [10].
ѕриведенна€ в работе [10] технологи€ стрип-детекторов с ионно-имплантированными p-n-переходами была модифицирована нами с целью улучшени€ параметров и возможности использовани€ на технологической линии серийного производства интегральных схем (»—) и была реализована при изготовлении р€да стрип-детекторов.
ƒетекторы изготовл€лись на пластинах кремни€ n-типа зонной плавки (FZ) ориентацией <111> с начальной концентрацией носителей 3 1011 см-3 и с временами жизни неосновных носителей зар€да около 1 мс, диаметр пластин 76 мм (или 100 мм), толщина пластин 300-400 мкм. ѕосле выращивани€ пассивирующего окисела (толщина SiO2 - (0,15-0,2) мкм, “ = (850-950) —, атмосфера с добавлением HCl) осуществл€лось формирование р+-n переходов ионной имплантацией бора с энергией ≈=25-30 кэ¬ и дозой имплантации 5 1014 ионов/см2. ќтличием данной технологии от известной €вл€етс€ то, что имплантаци€ бора осуществл€етс€ через слой окисла толщиной около 500 ?, с целью утоньшени€ р+-n перехода, предотвращени€ от загр€знений активной области в технологическом процессе, а также предотвращени€ каналировани€ ионов. ѕосле имплантации поврежденный и "загр€зненный" тонкий окисел стравливалс€ и выращивалс€ новый окисел дл€ формировани€ контактных окон (отличием от известной технологии €вл€етс€ отступ контактных окон на 5-10 мкм от кра€ пассивирующего (толстого) SiO2 и минимизаци€ их площади. »мплантаци€ фосфора в обратную сторону пластины осуществл€лась дл€ формировани€ n+ -сло€ (≈-60 кэ¬, D=5 1015 ионов/см2). “емпература послеимплантационного отжига в одном варианте была 650 —, в другом - 950 — в течение 30 мин. в азоте. Ќа р+- и n+-слои наносилс€ слой алюмини€ (Al) толщиной 1 мкм дл€ формировани€ омических контактов. ≈ще одним отличием от известных технологий €вл€етс€ нанесение пассивирую-щей пленки фосфоросиликатного стекла (‘——) после формировани€ сло€ металла с контактами дл€ дополнительной стабилизации характеристик и защиты детекторов.
ѕо приведенной технологии нами были изготовлены описанные выше детекторы [9] и р€д других, в том числе кольцевой детектор (см. табл. 1) дл€ экспериментов на ионных пучках в университете Ћоувейна, Ѕельги€ (см. рис.2). Ќа кольцевом детекторе были проведены измерени€ угловых распределений пучка рассе€нных радиоактивных ионов 6He с энергией 14 ће¬ на мишени 208Pb. Ќа рис. 3 показаны спектры энергии рассе€нных ионов 6He, зарегистрированные кольцеобразными стрипами углового стрип-детектора [11]. Ќомера стрипов и величины углов рассе€ни€ приведены на фрагментах рис. 3. Ѕольшему номеру стрипа на рис. 3 соответствует больший радиус кольца и больший угол рассе€ни€ регистрируемых частиц.

–ис. 2.  ольцевой детектор дл€ измерени€ угловых распределений частиц. ћаксимальный диаметр стрипов - 133,8 мм, минимальный - 34 мм. –азмер окна дл€ пучка в центре 30х30 мм
6He +208Pb, E=14 MeV

–ис. 3. ѕримеры спектров рассе€ни€ пучка ионов 6He с энергией 14 ћэ¬ на мишени 208Pb дл€ различных углов рассе€ни€, зарегистрированные кольцевым детектором (дл€ стрипов є1,2 Е9,10)
ѕо описанной технологии был изготовлен 16-элементный детектор с пр€мой св€зью с р-n переходами, использовавшийс€ дл€ регистрации фрагментов делени€ в работе [12] (см. табл. 1, тип 3). —хема эксперимента показана на рис. 4. —пектры энергии фрагментов делени€ 252—f показаны на рис. 5 дл€ одного стрипового элемента. ¬идна асимметри€ делени€ по энергии (два пика близки к теоретическим). Ћевый пик соответствует т€желым фрагментам делени€,

–ис. 4. —хематическое изображение, обозначающее положение мишени и массива детекторов.
f1 и f2 соответствуют делению фрагментов, излученных в противоположных направлени€х.

–ис. 5. —пектры энергии фрагментов делени€ 252—f, измеренные 16-канальным стрип-детектором. Ўирина стрипа -2,9 мм, зазор между стрипами- 0,1 мм, длина стрипов - 52 мм.

–ис. 6. ћоделирование регистрации фрагментов делени€ стрип-детектором с помощью вспышек светодиода. правый пик - легким фрагментам. Ќа этом же детекторе проведены измерени€ временного разрешени€, результаты которого показаны на рис. 6 [12]. Ѕыло достигнуто временное разрешение детектора 0,4 нс дл€ альфа-частиц и 1,1 нс дл€ фрагментов.
3.2. “ехнологи€ изготовлени€ стрип детекторов с емкостной св€зью с p-n переходами, с резисторами и переходными конденсаторами на кремниевом кристалле
 ак видно из [9], [11-13], детекторы, изготовленные по предложенной нами технологии, показали очень хорошие спектрометрические и координатно-временные характеристики.
¬последствии по€вилась усовершенствованна€ технологи€, позвол€юща€ формировать на кремниевом чипе высокоомные резисторы и переходные конденсаторы, что значительно уменьшило трудоемкость и габариты переходных плат считывающей электроники, позволило улучшить шумовые параметры каналов электроники за счет устранени€ внешних соединений между детекторами и резисторами смещени€, получить емкостную св€зь с p-n-переходом и другие преимущества. ќднако усложнение технологии привело к росту числа дефектов и нами была предложена модифицированна€ технологи€, позвол€юща€ уменьшить число дефектов и дефектных стрипов. ќсновным отличием этой технологии €вл€етс€ то, что в процессе формировани€ р+-областей методом имплантации бора использовалась маска из толстого SiO2 без применени€ маскировани€ фоторезистом, который снималс€ перед имплантацией бора. Ёто позволило уменьшить дефектность структуры.  роме того, нами примен€лось формирование n+-областей методом имплантации фосфора дл€ создани€ геттерирующего сло€ на лицевой поверхности пластины и создани€ контакта к подложке на лицевой стороне кристалла [13]. ¬ этом технологическом блоке также использовалась маска из толстого SiO2. »спользовалась также описанна€ выше имплантаци€ через защитный слой тонкого SiO2 с последующим его травлением и выращиванием нового SiO2.
Ќа рис. 7 схематически показан технологический процесс изготовлени€ стрип-детекторов с резисторами и переходными конденсаторами на кремниевом кристалле. ƒл€ формировани€ резисторов нами был использован слой поликремни€, который специально дл€ этого наносилс€ на пластину после формировани€ p-n-переходов. Ќоминал резисторов определ€лс€ как их геометрией, так и энергией и дозой ионной имплантации примеси при легировании поликремниевого сло€. ѕереходные конденсаторы формировались с помощью двухслойного диэлектрика SiO2+Si3N4, поверх которого формировалс€ алюминиевый электрод по всей площади р+-области стрипа, €вл€ющийс€ верхней обкладкой конденсатора. Ќижней обкладкой конденсатора €вл€етс€ р+-область стрипа.

–ис.7. “ехнологи€ изготовлени€ стрип-детекторов с резисторами и переходными емкост€ми на кремниевом кристалле
—труктурна€ схема детектора, изготовленного по технологии, представленной на рис. 7, приведена схематически в разрезе вдоль стрипа на рис. 8, где соответствующими стрелками с цифрами обозначены структурные элементы стрип-детектора: поликремниевый резистор 13 в виде змейки соединен контактами с р+ областью стрипа 2 с одной стороны и с шиной смещени€ 15 с другой стороны. ѕадение напр€жени€ на резисторе может измер€тьс€ на контактной площадке 14, предназначенной дл€ измерений ("DC pad"). ƒиэлектрик конденсатора двухслойный и состоит из сло€ SiO2 (5), и сло€ Si3N4 (11). ƒвухслойный диэлектрик обеспечивает бездефектную структуру диэлектрика на большой площади, благодар€ чему конденсаторы стрипов имеют воспроизводимые параметры при числе стрипов, составл€ющем сотни и даже тыс€чи элементов. »мпульсный сигнал со стрипа снимаетс€ с алюминиевой обкладки конденсатора (12), имеющей контактную площадку 12 ("AC pad").  онтактные площадки "AC pad") служат дл€ разварки стрипов, чтобы обеспечить контактирование с входами предусилителей, на которые подаютс€ импульсные сигналы от стрипов. ќписанна€ структура и технологи€ реализована на прототипе микро-стрипового детектора дл€ эксперимента LHCb (табл. 1), фрагмент которого показан на рис.9.

–ис. 8. —хематическое изображение детектора с ионно-имплантированными поликремниевыми резисторами и конденсаторами с диэлектрическим слоем SiO2 + Si3N4 на кристалле.

–ис. 9. ‘рагмент прототипа микрострипового детектора дл€ эксперимента LHCb.
ѕрототип детектора LHCb имел 3 секции стрипов с разным отношением ширины стрипа W к шагу стрипа –. ¬ секции 1 ширина стрипа составл€ла 48 мкм (W/P=0,2), в секции 2 - 60 мкм (W/P=0,25) и в секции 3 - 72 мкм (W/P=0,3). Ўаг стрипов – был фиксированным дл€ всех 3-х секций и составл€л 240 мкм, общее количество стрипов в детекторе - 64.  роме того, были заложены два варианта конструкции стрипов: первый вариант, когда алюминий стрипа перекрывал область прилегающего толстого окисла на 8 мкм, второй вариант, когда алюминий недокрывал (отсто€л от толстого окисла SiO2) на 2 мкм. јктивна€ область детектора окружена защитными р+- кольцами, из которых первое кольцо €вл€етс€ активным (на него подаетс€ напр€жение смещени€), а остальные кольца пассивные и не имеют контактных площадок (см. рис. 9). ¬ нижней части стрипов расположены поликремниевые резисторы и шина смещени€, а также нижний р€д контактных площадок типа "DC pad" и верхний р€д контактных площадок типа "AC pad".
ƒл€ определени€ пространственного разрешени€ и эффективности реконструкции треков описанного детектора использовались пи-мезоны с энергией 9 √э¬ и мюоны с энергией 120 √э¬. –еконструкци€ треков этих частиц дает пространственное разрешение детектора 50-70 мкм [14], что согласуетс€ с расчетным дл€ данной геометрии. Ёффективность реконструк-ции треков составл€ла 95-99,9%. Ѕыло установлено, что спад эффективности до 95% наблюдаетс€ в межстриповом пространстве, а с увеличением отношени€ ширины стрипа к шагу стрипов (W/P) наблюдаетс€ возрастание эффективности реконструкции треков [14]. ”становлено также, что эффективность возрастает с увеличением приложенного напр€же-ни€. Ёти результаты использованы при разработке детекторов внутреннего трекера LHCb.
ѕотер€ эффективности реконструкции треков происходит за счет падени€ отношени€ сигнал/шум (—/Ў) до уровн€, когда существенна€ часть полезных событий смешиваетс€ с фоновыми. —овременные микростриповые детекторы имеют максимальные значени€ —/Ў в пределах 20[4] - 25[6], что позвол€ет достичь эффективности реконструкции треков приближающейс€ к 100%. ¬еличины —/Ў дл€ всех трех типов описываемого прототипа микрострипового детектора LHCb измер€лись на источнике 106Ru и имеют наиболее веро€тные значени€ —/Ў=21, 19,5 и 18,5 дл€ W/P=0,2, 0,25 и 0,3 соответственно [14] дл€ необлученных образцов детекторов.
ќдной из важнейших характеристик стрип-детектора €вл€етс€ его радиационна€ стойкость при облучении частицами высокой энергии. »звестно [4,8], что при этом возникают радиационные повреждени€ и дефекты, привод€щие к увеличению токов утечки (рис. 10) на-

–ис. 10. —уммарный ток утечки прототипа детектора LHCb как функци€ напр€жени€ смещени€ после облучени€ дозой 2 ћ–ад (протоны 120 √э¬). ƒл€ необлученных детекторов ток утечки <1µј.
пример, 2 µј/см2/Mrad, [4,5] и к ухудшению эффективности детектора [4,5,14].
ќдним из возможных путей повышени€ радиационной стойкости детекторов €вл€етс€ использование специального "оксигенированного кремни€" с повышенным содержанием кислорода ( 1017см-3) в кремнии [15]. Ќами были использованы пластины оксигенированно-го кремни€ (изготовитель-"SINTEF") дл€ изготовлени€ прототипов детектора LHCb. —равнение характеристик облученных детекторов на кремнии FZ (3-5) 103 ќм см и аналогичном оксигенированном кремнии показало, что при уровн€х радиационной нагрузки до 2 ћ–ад (протоны с энергией 120 √э¬) наблюдалось уменьшение отношени€ —/Ў пример-но до 12 (согласуетс€ с данными [4]), соответственно, наблюдалс€ спад эффективности реконструкции треков до 95%, причем, этот спад не зависит от степени окислени€ исходного кремни€ [14].  роме того, детекторы из оксигенированного кремни€ имеют такие же электрические параметры, как и детекторы из неоксигенированного кремни€, т.е. операции оксигенировани€ не повли€ли на основные электрофизические параметры детектора.


“аблица 1
 ремниевые координатно-чувствительные микростриповые детекторы дл€ регистрации ионизирующих излучений и частиц в физике высоких энергий и €дерной физике, разработанные и изготовленные в ”краине.

ѕараметры ѕлощадь активной области, мм2 „исло стрипов (элементов) Ўирина стрипа, мкм ћежстриповое рассто€ние, мкм Ўаг стрипов, мкм* ѕоликремниевые резисторы на кристалле детектора »нтегрированные переходные емкости на детекторе ƒвухсторонн€€ структура кристалла детектора ѕробивное напр€жение Ќапр€жение полного обеднени€
“ип 1 16 х 40 38 350 50 400 - - - 150 ¬. 70 ¬.
“ип 2 42 х 43 128 280 50 330 - - - 150 ¬. 70 ¬.
“ип 3 2 х (52 х 26) 2х8 2900 100 3000 - - - 150 ¬. 70 ¬.
“ип 4 75 х 40 768 35 60 95 + + + >100 ¬. 65-70 ¬.
 ольцевой 8900 4х10 4900 100 5000 - - - 100 ¬. 70 ¬.
“ип 5 20 х 66 64 48,
60,
72
192,
180,
168
240 + + - 120 ¬. 80 ¬.




¬џ¬ќƒџ

1. –азработаны технологии изготовлени€ кремниевых планарных координатно-чувствительных детекторов на высокоомном кремнии, а именно:
- технологи€ детекторов с пр€мой св€зью с p-n переходами;
- технологи€ детекторов с емкостной св€зью с p-n переходами, включающих резисторы и переходные конденсаторы на кремниевом кристалле.
–азработанные технологии обеспечивают получение детекторов, имеющих высокие электрофизические параметры:
- низкие токи утечки (1-10 нј/см2) на кремнии зонной плавки с удельным сопротивлением (3-5) 103 ќм см;
- бездефектную структуру детектора на больших площад€х (1-20 см2 и более) при большом количестве элементов детектора (10-103 стрипов);
- однородность параметров элементов детектора при количестве элементов (10-103 стрипов;
- воспроизводимость параметров детекторов от пластины к пластине и от партии к партии;
- высокую радиационную стойкость (например, при уровне дозовых нагрузок 2 ћрад и выше детектор остаетс€ работоспособным, соотношение сигнал/шум остаетс€ не ниже 12, а эффективность реконструкции треков частиц снижаетс€ на 20-25 %).
–азработанные технологии адаптированы к технологии серийного производства интегральных схем (»—) и обеспечивают возможность массового производства детекторов на технологических линейках по производству »—.
2. ƒетекторы, изготовленные из оксигенированного кремни€ имеют такие же электрофизические параметры как и детекторы из обычного кремни€ и до радиационных нагрузок пор€дка 2 ћрад не про€вл€ют отличий в эффективности реконструкции треков частиц.
3. ѕроизведены детекторы различного типа дл€ р€да экспериментов в физике высоких энергий и €дерной физике на технологических линейках по производству серийных »—.
4. ѕоказано, что разработанные, изготовленные и протестированные микростриповые кремниевые детекторы дл€ р€да экспериментов обеспечивают надежную регистрацию полезных событий на фоне шума (соотношение сигнал/шум не менее 20 дл€ необлученных образцов) и высокое пространственное разрешение (дл€ геометрии представленных конструкций значени€ разрешений согласуютс€ с расчетными, их типичные значени€ - дес€тки микрон), что позвол€ет эффективно реконструировать треки продуктов €дерных реакций при взаимодействии встречных пучков высокоэнергетичных частиц и других реакци€х и взаимодействи€х, в том числе и при радиационных нагрузках в несколько ћ–ад и выше.
јвтор выражает благодарность сотрудникам »я» ЌјЌ ”краины, г. иев - ѕугачу ¬.ћ., ѕавленко ё.Ќ. за плодотворное сотрудничество и предоставленные материалы.—ѕ»—ќ  Ћ»“≈–ј“”–џ
1. јкимов ё. , »гнатьев ќ.¬,  алинин ј.»,  ушнирук ¬.‘. ѕолупроводниковые детекторы в экспериментальной физике.-ћ.: Ёнергоатомиздат, 1989. - 344с.
2. Lutz G. Semiconductor radiation detectors. -Springer, 1999. - 350p.
3. ѕеревертайло ¬.Ћ. —оздание элементной базы дл€ €дерно-физического и радиационного приборостроени€ на основе кремниевой интегральной технологии // “руды ѕ€той международной научно-практической конференции "—овременные информационные и электронные технологии", ќдесса, 17-21 ма€ 2004 г., -C.200.
4. V.Re, D.Kirkby, M.Bruinsma, at al. Lessons Learned From BaBar Silicon Vertex Tracker, Limits, and Future Perspectives of the Detector // IEEE Trans. on Nuclear Science. -2005. -v.52. -є 3. -P. 787-792.
5. S.Bettarini, M.Bondioli, G.Calderini at al. Measurement of the Charge Collection Efficiency After Heavy Non-Uniform Irradiation in BaBar Silicon Detector // IEEE Trans. on Nuclear Science. -2005. -v.52. -є 4. -P. 1054-1060.
6. G.Segneri. Results of the Tests of a CMC tracker Inner Barrel Sub-system With a 25 ns Beam // IEEE Trans. on Nuclear Science. -2005. -v.52. -є 4. -P. 1182-1186.
7. P.P.Allport, G.Casse, M.Losano. at al. Performance of P-Type Micro-Strip Detectors After Irradiation to 7.5 x 1015 p cm2 // IEEE Trans. on Nuclear Science. -2005. -v.52. -є 5. -P. 1903-1906.
8. H.Spieler. Radiation Detectors and Signal Processing // Okt. 8-12,2001, Univ. Heidelberg // Introduction: Vertex Detection in High Energy Physics .-p.28-34,
9. I.G.Evseev, A.B.Rosenfeld,, V.L.Perevertaylo at al. Testing of the silicon strip detectors by 225 MeV electron beam // Procedings of the third Kiev's International School on Nuclear Physics "New Trends in Nuclear Physics", Kiev, June 22 - Jule 1, -1992. -P.472-478.
10. J.Kemmer Improvment of Detector Fabrication by the Planar Process // Nucl. Inst. and Methods. -1984. -v.226. -P.89-93.
11. O.F.Nemez, Yu.N.Pavlenko, V.M.Pugatch, O.S.Frolov, V.L.Perevertaylo, Th.Del.-Bar. Silicon annular strip detector // Proceeding of International symposium of atomic nuclear physic, Moscow. 16-19 June -1998. -P.346.
12. V.P.Likhachev, V.L.Perevertaylo, J.F.Dias at al. Silicon strip detectors for fission // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. -1996. -A376. -P. 455-461.
13. ¬.Ћ.ѕеревертайло. ’арактеристики ≥ технолог≥€ виготовленн€ кремн≥Ївих планарних p-i-n фотод≥од≥в дл€ сцинтиелектронних детектор≥в // Ёлектроника и св€зь. “ематический выпуск "ѕроблемы электроники", „асть 1, 2007.- с.15-23.
14. F. Lehner, V. Pugatch. Description and Characterization of Inner Tracker Silicon Prototype Sensors. - LHCb Note -2001 -036, CERN, Geneva, -2001. -11 p.
15. G.Lindstrom, M.Ahmed, S.Albergo at al. Radiation hard silicon detectors - developments by RD48 (ROSE) collaboration // Nuclear Instrum. and Methods in Physics Research. -2001. -A466. -P. 308-326.



–ќ«–ќЅ ј “ј ’ј–ј “≈–»—“» »  –≈ћЌ≤™¬»’  ќќ–ƒ»Ќј“Ќќ-„”“Ћ»¬»’ ƒ≈“≈ “ќ–≤¬ ƒЋя ‘≤«» » ¬»—ќ »’ ≈Ќ≈–√≤… ≤ яƒ≈–Ќќѓ ‘≤«» »
¬. Ћ. ѕеревертайло
ƒѕ Ќƒ≤ м≥кроприлад≥в Ќ“  "≤ћ " ЌјЌ ”крањни, detector@carr≥er.k≥ev.ua
ѕредставлен≥ розробки р€ду кремн≥Ївих координатно-чутливих детектор≥в часток ≥ випром≥нювань дл€ експеримент≥в у ф≥зиц≥ високих енерг≥й ≥ €дерн≥й ф≥зиц≥, проведених колаборац≥€ми HERA-B, LHCb, AL≤CE ≥ науковими установами ™вропи й ”крањни. ƒетектори були спроектован≥ за допомогою в≥тчизн€них програмних засоб≥в проектуванн€ ≥нтегральних схем (≤—) ≥ виготовлен≥ на технолог≥чних л≥н≥йках по виготовленню сер≥йних кремн≥Ївих ≤—, що дозвол€Ї зд≥йснювати масовий випуск.
ѕри проведенн≥ цих роб≥т розроблено р€д технолог≥й виготовленн€ кремн≥Ївих детектор≥в р≥зного призначенн€ ≥ методик вим≥рюванн€ њх електроф≥зичних параметр≥в.
¬ипробуванн€ й досл≥дженн€ координатно-чутливих детектор≥в показали, що вони забезпечують над≥йну реЇстрац≥ю корисних под≥й на фон≥ шуму (сп≥вв≥дношенн€ сигнал/шум не менш 20 дл€ неопром≥нених зразк≥в) ≥ високу просторову розд≥льну здатн≥сть (дл€ геометр≥њ представлених конструкц≥й типов≥ значенн€ - дес€тки м≥крон), у тому числ≥ й при рад≥ац≥йних навантаженн€х у дек≥лька ћ–ад ≥ вище.


DEVELOPMENT AND CHARACTERISTICS OF SILICON COORDINATE-SENSITIVE DETECTORS FOR HIGH ENERGY PHYSICS AND NUCLEAR PHYSICS

Volodymyr L. Perevertaylo
SE Institute of microdevices STC "Institute for single crustals" of NAS of Ukraine,
–≠—В–Њ—В e-mail –∞–і—А–µ—Б –Ј–∞—Й–Є—Й–µ–љ –Њ—В —Б–њ–∞–Љ-–±–Њ—В–Њ–≤, –і–ї—П –µ–≥–Њ –њ—А–Њ—Б–Љ–Њ—В—А–∞ —Г –Т–∞—Б –і–Њ–ї–ґ–µ–љ –±—Л—В—М –≤–Ї–ї—О—З–µ–љ Javascript
The developments of various silicon coordinate-sensitive detectors of particles and radiations for experiments in high energy physics and nuclear physics which are carried out by collaborations HERA-B, LHCb, ALICE and scientific establishments of Europe and Ukraine are presented. The detectors were designed with the help of a custom software of designing of the integrated circuits (IC) and are manufactured at technological lines for commercial silicon IC, that allow mass production.
At realization of these works a number of technologies of silicon detectors production for various purpose and techniques of measurement of their electrophysical parameters were developed.
Tests and studies of coordinate-sensitive detectors were carried out. It has been shown that they provide reliable registration of useful events (a signal/noise ratio not less than 20 for non-irradiated samples) and high spatial resolution (for geometry of designs presented typical value - tens microns), also at radiation load of few ћRad and higher.

–Ю–±–љ–Њ–≤–ї–µ–љ–Њ 05.03.2012 10:01  

–Ґ–µ—Б—В–Њ–≤—Л–є —В–µ–Ї—Б—В


–°–∞–є—В –љ–∞ —А–µ–Ї–Њ–љ—Б—В—А—Г–Ї—Ж–Є–Є. –Ґ–µ—Б—В–Њ–≤—Л–є —В–µ–Ї—Б—В.

–Ъ—В–Њ –Њ–љ-–ї–∞–є–љ

–°–µ–є—З–∞—Б 12 –≥–Њ—Б—В–µ–є

–°–∞–є—В –љ–∞ —А–µ–Ї–Њ–љ—Б—В—А—Г–Ї—Ж–Є–Є


–°–∞–є—В –љ–∞ —А–µ–Ї–Њ–љ—Б—В—А—Г–Ї—Ж–Є–Є. –Ґ–µ—Б—В–Њ–≤—Л–є —В–µ–Ї—Б—В.

–Э–∞–њ–Є—Б–∞—В—М –љ–∞–Љ