V doktorskem delu je predstavljena študija zbiranja naboja v odvisnosti od sevalnih poškodb v detektorjih CMOS zasnovanih za nadgradnjo (Phase-II) Notranjega sledilnika ATLAS ITk. Preučevani vzorci so bili razviti v štirih vzporednih razvojnih smereh in izdelani v različnih industrijskih procesih. Glavna dejavnika preučevana v tem delu sta začetna upornost senzorja in velikost zbiralne elektrode. Vzorci so bili obsevani z reaktorskimi nevtroni v območju fluenc $\rm 10^{13}~n_{eq}/cm^2 - 10^{16}~n_{eq}/cm^2$ in s protoni od $\rm 10^{14}~n_{eq}/cm^2 - 3.6~\dot~10^{15}~n_{eq}/cm^2$. Zbiranje naboja v vzorcih je bilo opredeljeno z meritvami z metodo e-TCT, radioaktivnim virom $\beta~\rm ^{90}Sr$ in v visokoenergijskem testnem žarku pionov. Meritve efektivne koncentracije prostorskega naboja z metodo e-TCT kažejo na veliko odvisnost od obsevanja, na katero vpliva tudi efektivna odstranitev začetnih akceptorjev. Ta poteka počasneje v materialih z nižjo začetno upornostjo in se tipično konča okoli fluence $\rm 10^{13}~n_{eq}/cm^2$ v materialu z visoko začetno upornostjo $\rm 2~k\Omega cm$ ter okoli fluence $\rm 10^{15}~n_{eq}/cm^2$ v materialu z nizko začetno upornostjo $\rm 20~\Omega cm$. Odstranitev akceptorjev lahko povzroči povečanje osiromašenega področja v senzorju v določenem območju fluenc, kar je bilo opaženo v meritvah z metodo e-TCT in z radioaktivnim virom $\rm ^{90}Sr$. Meritve v detektorju z majhno zbiralno elektrodo s testnim žarkom so razkrile območja z nizko učinkovitostjo znotraj blazinice po obsevanju. Na podlagi teh rezultatov so bile uvedene spremembe zasnove blazinic, ki bodo po pričakovanjih izboljšale zbiranje naboja v tem detektorju.
|
