硅微条探测器.ppt

硅微条探测器SiliconStripDetector从探测器横截面上看,主要分这样几个部分:
探测器表面:有薄铝条,SiO2隔离条,铝条下边是重掺p+条。
中间部分:是厚度大约为300μm的高阻n型硅基,作为探测器的灵敏区。
底部:是n型硅掺入砷(As)形成重掺杂n+层和铝薄膜组成的探测器的背衬电极。微条(strips)是探测器的信号读出条,它的宽窄和间距将影响探测器的空间分辨率。
保护环(Guardrings)在探测器的四周,起到屏蔽保护作用,使探测器降低了噪声,提高了抗辐射能力。
多晶硅偏压电阻(Poly-siliconbiasresistors)是集成在硅片上的,它对于每个微条起保护作用，可以降低漏电流,从而降低噪声。
偏压连接带(Biastrace)是连接偏压电源到每一个微条的连接带。
直流接触片(DCcontactpad)是作直流耦合输出的接触点。
交流接触片(ACcontactpads)是交流耦合输出的接触点,一般信号读出是通过它们连到前置放大器的。双边读出的硅微条探测器像素(Pixel)探测器电荷耦合器件CCD(ChargeCoupledDevice)硅漂移室当带电粒子穿过探测器时产生电子空穴对,电子就会落入低电位的谷中,然后沿着电场的x方向分量向微条n+漂移,形成电信号。
通过测量电子的漂移时间及被分割开的n+读出微条上的坐标就得到了入射粒子的两维位置信息。另外,电子在耗尽区漂移很长距离才到达面积很小的正电极,电极之间的电容很小,因此噪声减小,有利于提高能量分辨率。
普通的半导体探测器的计数率一般在几十kHz以下,硅漂移室由于其电容小,相应的脉冲成形时间也很短(大约为100ns),硅漂移室的漂移时间虽然比较长,但它的计数率并不受此影响,硅漂移室允许计数率比一般的半导体探测器高几十倍。它的时间分辨可小于1ns,并且它有两维的位置分辨,其中按漂移方向的位置分辨率可达到几个μm。
它的缺点是电极结构复杂,探测器价格较高。硅微条室用作ATLAS顶点探测器硅片探测器