Entwicklung aktiver und passiver mikrostrukturierter CMOS-Sensoren

Abstract

Die Bonner Arbeitsgruppe arbeitet seit über 10 Jahren führend an der Entwicklung von CMOS-Pixelsensoren, sowohl von aktiven monolitischen Sensoren (DMAPS) als auch passiven CMOS-Sensoren. In diesem Vorhaben wurden die aktuellen Prototypen der zwei DMAPS-Entwicklungslinien (LF-Monopix2 und TJ-Monopix2) eingehend charakterisiert, insbesondere im Hinblick auf ihre elektronischen Eigenschaften, Ladungssammlung, Nachweiseffizienz und Strahlenhärte, um sie für mögliche Anwendungen in zukünftigen Teilchenphysikexperimenten zu qualifizieren. Des Weiteren wurde die Leistungsfähigkeit der in Bonn entwickelten passiven CMOS-Pixelsensoren im Detail untersucht, um diese für den Einsatz in großflächigen Spurdetektoren zu qualifizieren. Zusätzlich wurden sie als Sensoren für die Entwicklung dünner Hybrid-Detektoren verwendet. Neben den Entwicklungs- und Charakterisierungsarbeiten an den Sensoren wurden auch Design-Studien an Schutzring-Strukturen zur Verbesserung des Durchbruchverhaltens von CMOS-Sensoren anhand von TCAD-Simulationen und Messungen an dedizierten Teststrukturen durchgeführt und veröffentlicht. Insgesamt haben in der Förderperiode 2021-24 insgesamt 12 Mitglieder der Bonner Gruppe (5 Wissenschaftler:innen, 1 Ingenieur, 2 Techniker:innen, 4 Doktoranden) sowie mehrere Master- und Bachelorstudent:innen und Mitarbeiter:innen der Werkstätten des Forschungs- und Technologiezentrum Detektorphysik (FTD) und der Bonner Physik an den Arbeiten für das CMOS-Projekt mitgewirkt. Datei-Upload durch TIB