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Measurement and simulation of the interstrip capacitance of double sided silicon sensors
Bernhard Leitl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Manfred Krammer
DOI
10.25365/thesis.34831
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30074.38654.719759-4
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Institut für Hochenergiephysik (HEPHY) der Österreichischen Akademien der Wissenschaften (ÖAW) ist an mehreren Forschungsprojekten im Bereich der Teilchenphysik beteiligt, unter anderem auch am Belle-II Experiment in Tsukuba, Japan. Dieses Experiment dient zur Erforschung der CP-Verletzung von B-Mesonen. Dazu werden in einem Speicherring Elektronen mit Positronen zur Kollision gebracht und die dabei entstehenden Teilchen in einem Detektor registriert und bestimmt.
Ein Teil dieses Detektors ist der Silicon Vertex Detector (SVD), welcher am HEPHY entwickelt und konstruiert wurde. Um diese Sensoren und alle benötigten Komponenten verwalten zu können, habe ich im Zuge meiner Masterarbeit ein Datenbanksystem entwickelt. Auf beiden Seiten des Sensors befinden sich Streifen. Die Streifen bestehen auf einer Seite aus p-dotiertem (Diodenseiten) und auf der anderen aus n-dotiertem Silizium (ohmsche Seite). Da allerdings das Grundmaterial (bulk) n-dotiert ist, muss auf der ohmschen Seite eine Isolation zwischen den Streifen erzeugt werden. Als Streifenisolation dient ein p-dotierter Bereich, p-stop genannt, welcher die Streifen umschließt und elektrisch voneinander trennt. Teil meiner Arbeit war es die möglichen Geometrien hinsichtlich ihres Einflusses auf die Kapazität zwischen den Streifen zu untersuchen. Dies ist vor allem von Interesse, da diese Kapazität direkt mit dem Signal-Rausch-Verhältnis des Sensors in Zusammenhang steht, welches ein wichtiges Qualitätsmerkmal ist. Diese Messungen zeigten einen interessanten Zusammenhang zwischen der Kapazität und dem Abstand vom Streifen zum p-stop, welcher je nach Geometrie durch eine andere Funktion beschrieben wird. Weiters versuchte ich mittels einer Software zur Simulation analoger elektrischer Schaltungen ein Modell zu entwickeln, um die beobachteten Ergebnisse zu erklären.
Abstract
(Englisch)
The Institute of High Energy Physics (HEPHY) at the Austrian Academy of Sciences (ÖAW) is involved in several research projects, including the Belle-II experiment in Tsukuba, Japan. The aim of this experiment is the investigation of the CP-violation of B-mesons. For this purpose electrons and positrons are collided in a storage ring. The particles created by these collisions are measured and analyzed by a detector.
One of the detector layers will be the Silicon Vertex Detector (SVD). The SVD is made of multiple layers of double-sided silicon sensors. As part of my master thesis, I developed a database system, to maintain all the sensors and components, needed for testing and constructing the SVD. The strips on one sensor side consist of p-doped (diode side) and on the other side of n-doped (ohmic side) silicon. However, since the base material (bulk) is n-doped, the strips on the ohmic side need a kind of insulation. The strip insulation used in this work, is based on p-doped areas implanted around the strips. This technique is called p-stop. Part of my work was to investigate the impact of the p-stop geometry on the interstrip capacitance. This is of special interest since the interstrip capacitance is directly related to the signal-to-noise ratio of the sensor. These measurements showed an interesting relationship between the interstrip capacitance, and the distance from the strip to the p-stop. Furthermore, I tried to develop a model by using an analog electronic circuit simulator, explaining the observed measurements.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
silicon sensor interstrip capacitance belle HEPHY KEK database
Schlagwörter
(Deutsch)
Siliziumsensor Zwischenstreifenkapazität/ Belle HEPHY KEK Datenbank
Autor*innen
Bernhard Leitl
Haupttitel (Englisch)
Measurement and simulation of the interstrip capacitance of double sided silicon sensors
Paralleltitel (Deutsch)
Messung und Simulation der Zwischenstreifenkapazität von doppelseitigen Siliziumsensoren
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
75 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Manfred Krammer
AC Nummer
AC12233357
Utheses ID
30899
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |