Разработка СБИС квантового пиксельного координатного детектора радиационных частиц на основе функционально-интегрированных биполярных структур
Диссертация
Полупроводниковые детекторы хорошо известны почти 50 лет и широко применяются в ядерной физике. При этом наибольшее распространение получили полосковые (стриповые) координатные детекторы, которые, по сути, являются простейшими монолитными полупроводниковыми приборами на основе р-1-п диодов. Однако при их применении требуется использование специальной внешней электроники. Такое техническое решение… Читать ещё >
Список литературы
- Heijne, Е.Н.М., Hubbeling, L. (1980) et al.: «А silicon surface barrier microstrip detector designed for high energy physics» Nucl. 1.str. and Meth. 178 (1980) 331−341.
- Belau, E., Klanner, R. (1983a) et al.: «Charge collection in silicon strip detectors» Nucl. Instr. and Meth. 214 (1983) 253−260.
- Buttler, W., Lutz, G. (1988) et al.: «Low-noise, low power monolithic multiplexing readout electronics for silicon strip detectors» Nucl. Instr. and Meth. A273 (1988)778−783.
- R. Horisberger, «Solid State Detectors, Lectures given at the III ICFA School on Instrumentation in Elementary Paiticles Physics», Rio de Janeiro, July 1990, and PSI-PR-91−38 (1991).
- S.P. Beaumont et al., «Gallium Arsenide Microstrip Detectors for Charged Paiticles», NIM A 321 (1992) 172.
- Particle Detectors for Particle Physics, NIM A 322 (1992).
- C. del Papa, P.G. Pelfer & K. Smith (eds.), «GaAs Detectors and Electronics for High Energy Physics», World Scientific, Singapore 1992.
- S.P. Beaumont et al., GaAs Solid State Detectors for Physics at the LHC, IEEE Trans. Nucl. Set. 40, No.4 (1993) 1225.
- Gatti, E. and Rehak, P. (1984a): «Semiconductor Drift Chamber An Application of a Novel Charge Transport Scheme» Nucl. Instr. and Meth. 225 (1984) 608−614.
- Gatti, E., Rehak, P. (1984b) et al.: «Silicon Drift Chambers First results and optimum processing of signals» Nucl. Instr. and Meth. 226 (1984) 129−141.
- Gatti, E., Rehak, P. (1985) et al.: «Semiconductor Drift Chambers» IEEE Trans.Nucl.Sci. 32 (1985) 1204−1208.
- Kemmer, J., Lutz, G. (1987) et al.: «Low capacitive drift diode» Nucl. Instr. & Meth. A253 (1987) 378−381.
- Radeka, V., Rehak, P. (1989) et al.: «Implanted silicon JFET on completely depleted high resistivity devices» IEEE Electron device letters 10 (1989) 91−95.
- Pinotti, E., Brauninger, H. (1993) et al: «The pn-CCD on-chip electronics» Nucl. Instr. and Meth. A326 (1993) 85−91.
- Radeka, Y., Reliak, P. (1989) et al.: «Implanted silicon JFET on completely depleted high resistivity devices» IEEE Electron device letters 10 (1989) 91−95.
- Kemmer, J., Lutz, G. (1987) et al.: «Low capacitive drift diode» Nucl. Instr. & Meth. A253 (1987) 378−381.
- Kemmer, J., Lutz, G. (1990) et al.: «Experimental confirmation of a new semiconductor detector principle» Nucl. Instr. & Meth. A288 (1990) 92−98.
- Kemmer, J. and Lutz, G.: «New structures for position sensitive semiconductor detectors» Nucl. Instr. & Meth. A273 (1988) 588−598.
- Street, R.A.- Ready, S.E. Rahn and others, «High resolution, direct detection x-ray imagers» // Medical Imaging 2000: Physics of Medical Imaging. 2000 February 13−15- San Diego- CA. In Proceedings of the SPIE. -2000. — 3977. — P. 418−428.
- M. Moszynski et al. «Avalanche photodiodes in scintillation detection // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research», A497, 2003. P. 226−233.
- Struder, L., Brauninger, H. (1990) et al: «The MPI/AIT x-ray imager (MAXI) -high speed pn-CCDs for x-ray detection» Nucl. Instr. and Meth. A288 (1990) 227−235.
- Скрылев П.А. «Разработка и моделирование элементов фото- и рентгеночувствительных БИС» Кандидатская диссертация, Москва 2003.
- Мурашев В. Н., «Интегральная Би-МОП ячейка детектора излучений» Патент РФ № 2 383 968 от 20 марта 2006 г.
- О. Ehrmann: Private communication, Berlin, 2004.
- M.N.T. Volpert, M. Fendler, F. Marion, L. Mathieu, J.-M. Debono, et al: «Ultra fine pitch hybridization of large imaging detectors». In: 2003 IEEE Nuclear Science Symposium, Portland, USA, Oct 2003.
- E.H.M. Heijne, L. Hubbeling: Nucl. Instrum. Methods 178, 331−341 (1980).
- J. Kemmer, G. Lutz: Nucl. Instrum. Methods A 273, 588−598 (1988).
- W. Kucewicz et al: Acta Phys. Pol. В 30, 2075−2083 (1999).
- M. Amati et al: Nucl. Instrum. Methods A 511, 265−270 (2003).
- S. Parker, C. Kenney, J. Segal: Nucl. Instrum. Methods A 395, 328−343 (1997).
- E.M. Westbrook: «Pixels and proteins: better detectors for biological crystallography». In: IEEE Trans. Nucl. Sci. Portland, USA, Oct 2003.
- C. J. Kenney, S. Parker, J. Segal, C. Storment: IEEE Trans. Nucl. Sei. 48(4), 1999, 1224−1236.
- C.J. Kenney, S. Parker, E. Walckiers: IEEE Trans. Nucl. Sei. 48(6), 2001, 2405−2409.
- S. Parker, CJ. Kenney: IEEE Trans. Nucl. Sei. 48(5), 1629−1638 (2001).
- W. Dulinski et al: «CMOS monolithic active pixel sensors for high resolution particle tracking and ionizing radiation imaging». In: Proc. Frontier Detectors for Frontier Physics 2003, Elba, May 2003.
- R.-D. Heuer, R. Settles T. Behnke, S. Bertolucci (eds): TESLA Technical Design Report. DESY-01−011, vol IV (2001).
- W. Snoeys, J. Plummer, S. Parker, C.J. Kenney: IEEE Trans. Nucl. Sei. 39, 1263−1269 (1992).
- W. Snoeys et al: Nucl. Instrum. Methods A 326, 144−149 (1993).
- C.J. Kenney et al: Nucl. Instrum. Methods A 342, 59−77 (1994).
- B. Dierickx, G. Meynants, D. Scheffer: Near 100% fill factor CMOS active pixel. In Proc. IEEE CDD&A1S Workshop, Brugge, Belgium, June 1997.
- G. Meynants, B. Dierickx, D. Scheffer: Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (USA), 3410, 68−76(1998).
- R. Turchetta et al: Nucl. Instrum. Methods A 458, 677−689 (2001).
- G. Claus et al: Nucl. Instrum. Methods A 473, 83−85 (2001).
- G. Deptuch, W. Dulinski, Y. Gornushkin, C. Hu-Guo, I. Valin: Nucl. Instrum. Methods A 512, 299−309 (2003).
- G. Deptuch et al: «Monolithic active pixel sensor with in-pixel double sampling and column-level discrimination». In: IEEE Nuclear Science Symposium, Portland, USA, Oct 2003, vol 1, pp 551−555.
- R. Turchetta: «Monolithic active pixel sensors (MAPS) for particle physics and space science». In: Proc. VERTEX 2003, Low Wood, Lake Windermere, UK, Sept 2003.
- H. Matis et al: IEEE Trans. Nucl. Sei. 50, 1020−1025 (2003).
- A. Gay: «High resolution CMOS sensors for a vertex detector at the linear collider». In: Proc. Vertex 2003 Conference, Lake Windermere, UK, Sept 2003.
- W. Dulinski et al: IEEE Trans. Nucl. Sei. 51(4, Pt 1), 1613−1618 (2004).
- Y. Gornushkin et al: Nucl. Instrum. Methods A 513, 291−295 (2003).
- J.J. Velthuis et al: IEEE Trans. Nucl. Sci. (2005).
- S. Kleinfelder et al: «Novel integrated CMOS pixel structures for vertex detectors». In: IEEE Nuclear Science Symposium 2003, Portland, USA, Oct 2003, vol 1, pp 335−339.
- J. Marczewski et al: IEEE Trans. Nucl. Sci. 51(3): 1025−1028 (2004).
- P. Jarron et al: Nucl. Instrum. Methods A 518, 366−372 (2004).
- J.A. Theil et al: a-Si:H photodiode technology for advanced CMOS active pixel sensor imagers. In: 19th Int. Conf. on Amorphous Materials and Semiconductors, Nice, Aug 2001.
- J.S. Drewery et al: Nucl. Instrum. Methods A 310, 165−170 (1991).
- B. Equer, J.B. Chevrier: Mater. Res. Soc. 1045−1055 (1992).
- J. Kemmer, G. Lutz: Nucl. Instrum. Methods A 253, 356−377 (1987).
- J. Ulrici et al: Nucl. Instrum. Methods A 547, 424136 (2005).
- W. Neeser et al: IEEE Trans. Nucl. Sci. 47(3), 1246−1249 (2000).
- P. Klein et al: Nucl. Instrum. Methods A 392, 254−259 (1997).
- P. Fischer et al: Nucl. Instrum. Methods A 451, 651−656 (2000).
- J. Ulrici et al: Nucl. Instrum. Methods A 465, 247−252 (2001).
- N. Wermes et al: IEEE Trans. Nucl. Sci. 51(3, Pt 3), 1121−1128 (2004).
- P. Fischer et al: «A DEPFET based pixel vertex detector at TESLA». DESY Linear Collider Note, LC-DET-2002−004 (2002).
- M. Trimpl et al: Nucl. Instrum. Methods A 511,257−264 (2003).
- P. Fischer, W. Neeser, M. Trimpl, J. Ulrici, N. Wermes: Nucl. Instrum. Methods A 512, 318−325 (2003).
- L. Andricek, G. Lutz, M. Reiche, R.H. Richter: IEEE Trans. Nucl. Sci. 51 (3,pt3), 1117−1120(2004).
- P. Holl et al: IEEE Trans. Nucl. Sci. 47(4), 1421−1425 (2000)
- L. Struder et al: «Fully depleted, backside illuminated, spectroscopic active pixel sensors from the infrared to X-rays». In: SPIE Int. Soc. Opt. Eng., Munich, July 2000, vol 4012, pp 200−217.
- P. Holl et al: Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (USA), 4851, 770−778 (2003)
- W. Neeser et al: Nucl. Instrum. Methods A 477, 129−136 (2002).
- P. Klein et al: Nucl. Instrum. Methods A 454, 152−157 (2000).
- T. Conka-Nurdan et al: IEEE Trans. Nucl. Sei. 49(3, Pt 1), 817−821 (2002).
- L. Andricek: «Radiation hardness of DEPFET detectors». Presented at the 2005 International Linear Collider Workshop, Stanford, March 18−25,2005.
- Б.С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин. «Частицы и ядра. Эксперимент», М.: Издательство МГУ, 2005.
- Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующее излучение) / Под ред. В. К. Мазурика, М. Ф. Ломанова М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 448 с.
- J.C. Dainty, R. Shaw: Image Science (Academic, London, 1974).
- Горбачев B. B, Спицына Л. Г Физика полупроводников и металлов, Изд.2-е, перераб. и доп. М.: «Металлургия», 1982 — 336 с.
- Rossi, L., Fischer, Р., Rohe, T., and Wermes, N., «Pixel Detectors From Fundamentals to Applications», Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2006.
- Y. Araia, M. et al: «Development of a CMOS SOI Pixel Detector». SLAC-PUB-13 374, 2008.
- M. Amati, M. et al: «Hybrid active pixel sensors and SOI inspired option», Nucl. Instrum. Meth., vol. A 511, pp. 265−270, 2003.
- J. Marczewski, K. et al: «SOI active pixel detectors of ionizing radiation -Technology and design development», IEEE Trans. Nucl. Sei., vol. 51, June 2004.
- Lutz, G., Semiconductor Radiation Detectors. Device Physics, BerlinHeidelberg: Springer, 1999.
- A.P. Chubenko, D.E. Karmanov, S.A.Legotin, R.A. Mukhamedshin, and V.N. Murashev, «Silicon bipolar-pixel coordinate detector with internal amplification» // Nuclear Physics В (Proc. Suppl.), 196 (2009) pp. 466−469.
- Мурашев В.H., Волков Д. Л., Леготин С. А., Орлова М. Н., «Полупроводниковые радиационно-чувствительные детекторы на основе функционально интегрированных структур» // Известия ВУЗов. Материалы электронной техники, 2009, № 3, с. 47−51.
- D. L Volkov, D. Е. Karmanov, V. N. Murashev, S. A. Legotin, R. A. Mukhamedshin, and A. P. Chubenko, «A New Position-Sensitive Silicon Pixel Detector Based on Bipolar Transistors» // INSTRUMENTS AND EXPERIMENTAL TECHNIQUES, 2009, No. 52, pp. 655−664.
- Мурашев B.H., Леготин C.A., Юрчук С. Ю., «Координатный полупроводниковый детектор рентгеновского излучения на основе пиксельных матриц» // Датчики и системы, 2011, № 1, с. 31−36.
- Adams, J., Ampe, J., Bashindzhagyan, G., et al., Proc. XXVIICRC, Salt Lake City, 1999, p. 43. V