Modélisation 3D des pixels d’un détecteur de particules en silicium
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2020
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Abstract
Le complexe d’accélérateurs du grand collisionneur de hadrons (en anglais
Large Hadron Collider - LHC) fera l'objet de mises à niveau successives
jusqu'à 2025 pour passer à la phase de haute luminosité (HL-LHC).
Pour relever les défis expérimentaux de l'augmentation de la luminosité
instantanée jusqu'à un facteur 7 par rapport à la valeur 10
de
conception de LHC, l'expérience ATLAS subira un remplacement complet du
trajectomètre interne (en anglais Inner Tracker - ITk) du système de suivi pour
maintenir et améliorer les performances du détecteur actuel. En effet, ces
améliorations correspondent à une augmentation d'environ de 140 à ~200
évènements par croisement de paquets comparé aux 50 collisions au LHC; à
cette fin, une technologie tout silicium a été choisie.
Pour des raisons d’optimisation de coût de production pour des grandes
surfaces en silicium et d’augmentation d'efficacité de collecte de charges, les
capteurs de pixels planaires n-on-p à bords très minces sont des candidats
prometteurs pour équiper des parties du nouveau système de pixels du HLLHC.
Dans ce travail, les performances des capteurs planaires n-on-p à bords
actifs ont fait l’objet d’études avant d’irradiation. Les performances visées dans
cette étude sont la tension de claquage, le courant de fuite ainsi, une
représentation précise de la structure a été obtenue en termes de profil de
dopage des constituants du détecteur. Les paramètres physiques, tels que la
distribution de la densité des trous et du champ électrique dans la profondeur du
capteur de 100 µm d'épaisseur ont été étudiés à l’aide des outils TCAD du
logiciel SILVACO.
34
cm
2
s
-1