Transcript D veloppements sur le d tecteur TimePix/Micromegas

Développements
sur le détecteur
TimePix/Micromegas
David ATTIÉ
P. Colas, X. Coppolani, E. Delagnes, J. Derre, A. Giganon,
Y. Giomataris, M. Riallot, F. Senée, M. Titov, S. Turnbull
Apéro du SPP
[email protected]
Saclay
Apéro du SPP, 21 mars 2008
21 mars 2008
1
Sommaire
Introduction
1. La puce CMOS TimePix
• Description : origine et évolution
• Architecture et logique
• Lecture pixélisée pour deux types de détecteurs : solide et gazeux
2. Etudes du système d’amplification Micromegas
• Micromegas intégré sur Silicium : InGrids (Integrated Grids)
• Mesures utilisant des Ingrids
3. Micro-TPC
• Données sur les sources radioactives
• Résultats préliminaires
4. Panneau TimePix pour le Grand Prototype de l’ILC
Conclusion
[email protected]
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2
Les deux piliers du Modèle Standard (SM)
LBSM ?
Unification :
BSM
au-delà du SM
?
?
LSM
Brisure de symétrie &
génération de la masse
Etablit avec précision
grâce aux mesures
des interactions
électro-faibles
Théorie de Jauge
LJauge + LYukawa + LHiggs
Pas encore
observé
ni testé
Résolution en impulsion
pour séparer
les jets dans ILC :
δ(1/pt) ~ 5x10-5 /GeV/c
Théorie Quantique des Champs
[email protected]
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Comment améliorer la résolution spatiale ?
• 200 points de mesures avec une résolution transverse de ~ 100 μm
– Séparation des traces avec par exemple des pads de 1 mm x 6 mm :
 1,2 × 106 de voies d’électronique
 à z = 0, s0 > 250 μm (avalanche sur un seul pad)
• Résolution spatiale σxy :
– limitée par la taille du pad de lecture (s0 ~ largeur/√12)
– dépend de la distribution de charge (~15 μm)
 1. Etaler la charge sur plusieurs
pads
résistive
Simulation pour
la TPC:deanode
l’ILC
1. Anode résistive
– diminue le nombre de voies d’électronique et X0
– limite la précision sur la séparation des traces
 2. Diminuer la taille des pads : TPC pixélisée
• Autres avantages d’une importante granularité :
– détection/suppression des δ-rays dans la TPC
– comptage des électrons/clusters primaires
– directionnalité des traces :
 polarimétrie des photons X
 recul des noyaux des interactions WIMP ou neutrino
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2. Pixels
4
TPC à anode résistive : tests à DESY
• TPC COSMo (Carleton-Orsay-Saclay-Montreal)
+ Micromegas 10 x 10 cm² (gap 50 μm)
+ anode résistive utilisée pour disperser
la charge sur 126 pads (7x18) de 2x6 mm²
Micromegas
mesh
feuille résistive
colle
pads
TPC COSMo
PCB
Anode résistive
M.S.Dixit et.al., NIM A518 (2004) 721
(r)
Q(t)
(r,t) intégrale
sur les pads
r (mm)
[email protected]
t (ns)
Aimant de 5 T à DESY + TPC COSMo
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5
Résolution spatiale de l’anode résistive
• B = 0,5 T : résolution ajustée par σ x  σ 0
2
Cd2  z

Neff
où Neff = nbre d’e- effectifs
• B = 5 T : résolution σ = σz = 0 ~ 50 μm indépendant de la distance de dérive
• σ0 = 1/40 de la taille du pad
Extrapolation pour la TPC de l’ILC  σ ~ 80 μm !
50 mm
Dixit, Attié, et al., NIMA 581, 254 (2007)
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6
1. La puce CMOS
TimePix
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Description de la puce TimePix
• La puce TimePix est une évolution dans le cadre d’EUDET de la puce Medipix2
développée initialement par le CERN pour des applications médicales
Pixel
• Technologie (CMOS ASIC)
IBM à 0.25 μm
1
2
3
4
5
• Bruit : ~ 650 e– Cin ~ 15 fF
Logique de
synchronisation
4
1
DACs de configuration
préamp/shaper
discriminateur de seuil
registre de configuration
logique de synchronisation
compteur 14-bit
55 mm
La puce comme plan
d’anode
Compteur
Discri.
–
–
–
–
–
Interface
Preamp/shaper
• Pour chaque pixel :
55 μ m
– surface: 1.4 x 1.6 cm2
– matrice de 256 x 256
– pixel size: 55 x 55 μm2
16120 mm
• Caractéristiques :
14080 mm (pixel array)
55 mm
2
3 mm 5
14111
55 μ m
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Architecture de la puce TimePix
• 36×106 de transistors sur 6 couches
• Horloge par pixel jusqu’à 100 MHz
• Caractéristiques de lecture :
– puissance analogique : 440 mW
– puissance digitale : 450 mW
– lecture série (@ 100 MHz) : 9.17 ms
– lecture parallèle (@ 100 MHz) : 287 μs
• Modes de configuration pour chaque Pixel :
– masqué
– mode compteur (Medipix, Timepix-1h)
– Time-Over-Threshold
 info “charge”
– Common stop
 info “time”
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Schéma d’un pixel de la puce TimePix
Previous Pixel
Pour chaque pixel
Ref_Clkb
Clk_Read
Mux
4 bits thr
Adj
Mask
Input
Mux
Preamp
Disc
Shutter
THR
Ctest
Testbit
P0
Polarity
Timepix
Synchronization
Logic
Shutter_in
t
P1
14 bits
Shift
Register
Conf
8 bits
configuration
Test Input
Ovf Control
Ref_Clk
Clk_Read
Next Pixel
Partie analogique
[email protected]
Partie digitale
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TimePix : Synchronization Logic Control
• Chaque pixel peut être
indépendamment configuré
en 5 modes différents
Timepix
Medipix
Mode
TOT Mode
100 MHz
Shutter interne
• Horloge interne : 0-100 MHz
Shutter
Mask
P1
P0
Mode
0
0
0
Masked
0
0
1
Masked
0
1
0
Masked
0
1
1
Masked
1
0
0
Medipix
1
0
1
TOT
1
1
0
Timepix-1hit
1
1
1
Timepix
10 ns
Horloge interne
Signal digital
Signal analogique
non detecté
detecté
Charge sommée
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Système de lecture Medipix/TimePix
• MUROSv2.1 (NIKHEF) :
– lecture en série
– cable VHDCI de longueur <3m
– ~40fps @160MHz
– fréquence ajustabsle [30-200MHz]
– compatible avec Timepix
http://www.nikhef.nl/pub/experiments/medipix/muros.html
• USB1.1/1.2 (Univ. Prague) :
– lecture en série
– ~5 fps@20MHz
– compatible avec Timepix (seul 1.2)
http://www.utef.cvut.cz/medipix/usb/usb.html
[email protected]
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Architecture à mosaique
• Architecture à mosaïque : détecteur à grande surface (2x2, 2x4, etc.)
• R&D pour la connexion à travers le Si en cours : éviter les zones mortes dues aux fils
Formaini et al., NIM A 509 (2003) 206–212
[email protected]
www.nikhef.nl/pub/experiments/medipix/relaxd.html
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Test des wafers TimePix au CERN
• 20 wafers de la première soumission à IBM
• tests en collaboration avec NIKHEF et Freiburg/Bonn
• deuxième soumission en cours (48 wafers)
~ 73 %
des puces sont
utilisables
Classe
A Aucune colonne morte
B 1 colonne morte
C 2 colonnes mortes
D >2 colonnes mortes
E Mauvaises DACs
F Puce morte
Fnt Non testé
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Type de détecteurs utilisant la puce Medipix2/TimePix
Détecteur solide
Détecteur gazeux
x, y, F(x, y)
Grille de dérive
x, y, z(t), E(x,y)
Source X, α, β, γ, n
Particule
ionisante
Volume de gaz
+
-
Cristal
Semi-conducteur
Puce de lecture
à pixels
+
Système d’amplification (MPGD)
+
Puce Medipix2/TimePix
Puce Medipix2
[email protected]
-
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15
2. Etudes du système
d’amplification Micromegas
[email protected]
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Micromegas & GEMs (MPGD)
Choix technologique d’amplification pour la TPC : Micro Pattern Gaseous Detector
• plus robuste que les fils
• signal rapide et gain élevé
• vieillissement négligeable
• pas d’effet E×B
• faible retour des ions
• facile à fabriquer
GEM
Micromegas
• MICROMEsh GAseous Structure
(Y. Giomataris et al., 1996)
• Gas Electron Multiplier (F. Sauli, 1997)
• Fine couche de polymère séparant deux
feuilles de métal (cuivre), perforé de
trous gravé chimiquement
• Plans parallèles à deux étages
(mesh + anode)
• Mesh en cuivre polarisée à ~50 μm
au-dessus du plan d’anode
• Haute tension entre les deux faces
Avalanche
50 µm
40 kV/cm
~50 µm
80 kV/cm
[email protected]
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~1000 µm
1 kV/cm
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Micromegas & GEMs (MPGD)
Choix technologique d’amplification pour la TPC : Micro Pattern Gaseous Detector
• plus robuste que les fils
• signal rapide et gain élevé
• vieillissement négligeable
• pas d’effet E×B
• faible retour des ions
• facile à fabriquer
GEM
Micromegas
• simplicité
• 2- ou 3- niveaux d’amplification
• un seul étage d’amplification
• facile à mettre en route
• suppression naturelle du retour des ions
• faible champ au dessus de l’électronique
• décharge non destructif
• faible probabilité de décharge
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InGrid: Integrated Micromegas Grid
• Intégré un détecteur Micromegas directement sur une puce de lecture…
Grille
Piliers
Wafer Si + Micromegas
NIKHEF
(MESA+, Univ. Twente)
[email protected]
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InGrid: Integrated Micromegas Grid
• Intégré un détecteur Micromegas directement sur une puce de lecture…
• … par wafer post-processing :
photo-résist
1. Le substrat peut être :
substrat
– Wafer de Si nu ou avec motif
– puce de lecture
2. Recouvrement de photo-résist & exposition
– définition du gap d’amplification (dizaines de μm)
– définition du support (piliers/murs)
3. Déposition de la couche métallique & motif
– définition de la géométrie de la grille
4. Dissolution du photo-résist non exposé
– nettoyage
Pas de 20 μm
Pas de 50 μm
NIKHEF
(MESA+, Univ. Twente)
[email protected]
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InGrid : différentes géométries
10 cm
Epaisseur du
wafer :
300 mm
Anode nue
[email protected]
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InGrid : études en fonction de la géométrie
Dépendance
du gain avec la
transparence
optique
FWHM (%)
Gain
Trois exemples de géométrie de grille pour un gap de 75 μm :
104
Résolution minimale (13 %) à :
G ~ 5.103
Indépendant de la géométrie
60
30
103
20
102
420
[email protected]
460
500
540 Vgrid
(V)
10
103
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104
Gain
En collaboration avec Chefdeville, NIKHEF
22
Gain
InGrid : gain pour différents gap
• Maximum prédit du gain M vs gap d :
10000
M e
V = 400 V
1000
d
p pression
A,B dépend du mélange gazeux
100
1
0
d épaisseur du gap
Y. Giomataris et al.,N.I.M. A419 (1998) 239-250
V = 350 V
1
V = 300 V
0.001
• Mesures rendues possibles avec les InGrid :
105
0.01
0.1
Gap (mm)
500 V
450 V
400 V
40 μm
55 μm
35 μm
75 μm
Gain
104
1
103
102
300
[email protected]
380
460
Tension de la grille
540
35
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65
55
45
Epaisseur du gap (μm)
75
23
InGrid : résolution en énergie
• Amélioration du process : grille plus plates
Échappement
Kα
– résolution record :
13.6 % FWHM avec 55Fe dans du P10
Echappement
Kβ
– coupure de la raie Kβ à 6.5 keV :
11.7 % @ 5.9 keV dans P10
13.6 %
FWHM
• Nouveaux masques :
taille des trous jusqu’à 20 μm avec
différents gap et diamètres
Gap: 50 μm; Hole picth: 32 μm,Ø: 14 μm
 excellent outil pour tester :
– les géométries Micromegas
– la théorie du retour des ions
• Taille de la grille: 1 μm de Al
mais peut atteindre 5 μm
par électrolyse pour plus de solidité
Kβ atténuée à l’aide
d’une feuille de Cr
11.7%
FWHM
En collaboration avec Chefdeville, NIKHEF
[email protected]
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24
InGrid : étude du retour des ions
entonnoir
• Dépendance du phénomène :
– le gaz (Townsend, σt)
– la géométrie de la grille
• taille de l’entonnoir et de l’avalanche,
45
70
58 μm
μm
densité de charge Q décroit avec la taille de l’avalanche
• pas et taille des trous,
taille de l’entonnoir décroit avec Ea/Ed et le pas des trous
• gap d’amplification
Mesures faites avec une lampe UV
• 3 géométries différentes :
gap à 45, 58 et 70 μm
opérant à 325, 350 et 370 V
Ea de 72, 60 et 53 kV/cm (G~200, 550 et 150)
coef. diffusion de 142, 152 et 160 μm/√cm
largeur d’avalanche de 9.5, 11.6 et 13.4 μm
• Le retour des ions atteint un minimum
– quand les ions remontent par les trous voisins
– prédit par la simulation à σt/p = 0.5
[email protected]
Fraction de retour des ions pour différent
gaz/géometrie
10
sigma = 13.4 µm
β @ α =100 (%)
–
–
–
-
8
sigma = 13.4 µm
sigma = 11.6 µm
6
sigma = 9.5 µm
4
2
0
0
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0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
σ/pitch
25
Post-processing d’une puce TimePix
• Puce Timepix + mesh Micromegas sur cadre:
Moiré effects
+ piliers
• Puce Timepix + SiProt + Ingrid:
“Uniforme”
MESA+
IMT
Neuchatel
[email protected]
mode “counting”
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26
3. Micro-TPC
[email protected]
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27
Chambre TimePix/Micromegas
• Micro-TPC avec cage de champ de 6 cm
Fenêtre pour les sources X
• Taille : 4 cm × 5 cm × 8 cm
Capôt
Fenêtre pour
source β
Cage de champ
Mesh
micromegas
M. RIALLOT (DAPNIA/SEDI)
puce Medipix2/TimePix
[email protected]
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Chambre TimePix/Micromegas
• Commandes de mesh Micromegas spécifique
faites au CERN
- 55 mm de pas des trous
- 75 mm de diamètre des piliers
- 50 mm du gap d’amplification
[email protected]
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29
6 cm
Chambre TimePix/Micromegas
[email protected]
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30
Installation au bât. 546
[email protected]
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Chambre TimePix/Micromegas : mode TOT
-
• Puce Timepix
+ SiProt 20 μm
+ Micromegas
• Source : 55Fe
• Ar/Iso (95:5)
• Mode TOT
• z = 60 mm
• Vmesh = -270…-340 V
• tshutter = 700 ms
[email protected]
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32
Chambre TimePix/Micromegas : mode Time
• Puce Timepix
+ SiProt 20 μm
+ Micromegas
• Source : 55Fe
• Ar/Iso (95:5)
• Mode Time
• z = 25 mm
• Vmesh = -340 V
• tshutter = 180 μs
[email protected]
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33
Chambre TimePix/Micromegas : mode Time
• Puce Timepix
+ SiProt 20 μm
+ Micromegas
• Source : 90Sr
• Ar/Iso (95:5)
• Mode Time
• z ~ 40 mm
• Vmesh = -340 V
• tshutter = 180 μs
[email protected]
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34
Micro-TPC TimePix/Micromegas
• Puce TimePix
+ SiProt 20 μm
+ Micromegas
• Source : 90Sr
• Ar  He
• Mode Time
• z ~ 40 mm
• Vmesh = -340 V
• tshutter = 180 μs
Puce protégée !
[email protected]
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35
Micro-TPC TimePix/Micromegas
• Puce TimePix
+ SiProt 20 μm
+ Micromegas
• Source : 90Sr
• He/Iso (80:20)
• Mode Time
• z ~ 40 mm
• Vmesh = -430 V
• tshutter = 180 μs
[email protected]
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36
Chambre Next-3 à NIKHEF avec InGrid
• Puce TimePix
+ SiProt 20 μm
+ InGrid
• Source : 55Fe
• Ar/Iso (95:5)
• Mode Time
• z ~ 100 mm
• Vmesh = -340 V
• tshutter = 6.25 s
[email protected]
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37
Rayons cosmiques
• Chambre Next-1 à NIKHEF
• Puce Timepix + SiProt + Ingrid
• Mélange gazeux : He/Iso (80:20)
• Gap de conversion : 3 mm
• Gap d’amplification : 50 μm
• Rayon cosmique avec trigger externe :
– Longueur : ~ 18 mm
– Largeur : ~ 200 μm
NIKHEF
[email protected]
temps
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38
Histogrammes des photons de 55Fe
• Mélange gazeux: Argon/Isobutane (95:5)  σt suffisant pour séparer les e• TimePix + 20 μm SiProt + grille sur cadre
– 5.9 keV à ~ 580 e– taille moyenne de clusters par électron ~ 2.5
– bruit d’évènements incomplet
• TimePix + 15 μm SiProt + InGrid (NIKHEF)
– 5.9 keV à ~ 228 e– taille de clusters par électron = 1
– bruit d’évènements incomplet
Préliminaire
[email protected]
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39
Mesure de vitesse de dérive
• Histo x  σx
• Histo y  σy
• Histo temps  σt
(x  t0 )
ft (x)  A
e
σ t2
Vdrift
Exemple:
( x t0 )
σt
2
2
σr
1 σx  σ y


σt
σt
2
st
Ar/Iso (95:5)
Edérive ~ 500 V/cm
t
Ajusté par ft
Exemple:
• σr = 0.129 cm
• σt = 0.0432 us
 Vdérive = 2.98 cm/μs
sx
sy
Comparaison aux simulations :
Edérive (500 V/cm) ~ 3.2 cm/μs
Ajusté par une gaussienne x
[email protected]
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Ajusté par une gaussienne y
40
Mesure de vitesse de dérive
• Mélange gazeux : Argon/Isobutane (95:5)
• Horloge à 40 Mhz
• Horloge à 67 Mhz
Préliminaire
[email protected]
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41
4. Panneau TimePix
pour le
Grand Prototype
de l’ILC
[email protected]
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42
Premier TimePix Quad
516
21
3
• Premier quad Timepix
• + 300 μm cristal de Si
1. Mode Medipix counting
- source de 55Fe
- tshutter =40 s
2. Mode Time
Y
- source de 90Sr
- tshutter = 237 μs
3. Mode Time-Over-Threshold
- source de 241Am
- tshutter = 5 s
Llopart & Campbell, CERN
1
1
0
1
[email protected]
X (column number)
2953
250.8
45.75
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5905
500.5
90.5
516
8858
750.3
135.3
1.181e+004
1000
180
43
Grand Prototype de l’ILC
• Endplate de 7 panneaux, ø = 80 cm
• Panneau TimePix avec une matrice de 2x4 puces + InGrid
80 cm
[email protected]
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44
Grand Prototype de l’ILC
• Endplate de 7 panneaux, ø = 80 cm
• Panneau TimePix avec une matrice de 2x4 puces + InGrid
23 cm
[email protected]
Vue
Vue de
de dessous
dessus
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45
Conclusions
• Principe de TPC digitale démontré : puce TimePix + SiProt + Micromégas
• Résolution et performance ultime d’une TPC atteintes grâce à la sensibilité à
l’électron unique
• La Micro-TPC est un excellent outil de caractérisation des mélanges gazeux
- statistique primaire des électrons et des cluster
- vitesse de dérive
- fluctuations de gain
• Construction d’un panneau contenant 2x4 TimePix + Micromégas en cours et
test à DESY dans le cadre d’EUDET
• Difficultés majeures restant à surmonter :
– améliorer la vitesse de lecture : technologie de lecture rapide (~5 Gb/s)
– plus grande surface (~ 1 m²) : connections à travers le silicium
– refroidissement (~ 0.5 W par puce)
• Autres applications de la TPC digitale :
– directionnalité pour les détecteurs cherchant la Matière Noire
– polarimétrie X, …
[email protected]
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46
La collaboration TimePix
• Saclay CEA/IRFU
• Nikhef
David Attié
Paul Colas
M. Titov
Stephen Turnbull
Eric Delagnes
Jacques Derre
Arnaud Giganon
Yannis Giomataris
Marc Riallot
SPP
SEDI
Arno Aarts
Harry van der Graaf
Martin Fransen
Jan Timmermans
Jan Visschers
Sipho van der Putten
• Univ. Twente/Mesa+ Victor Blanco Carballo
Cora Salm
Jurriaan Schmitz
Sander Smits
• Univ. Freiburg
• CERN
[email protected]
A. Bamberger
K. Desch
U. Renz
N. Vlasov
P. Wienemann
A. Zwerger
Erik Heijne
Xavier Llopart
Medipix Consortium
TimePix + GEM en faisceau de 5 GeV à DESY
Merci de votre attention
Apéro du SPP, 21 mars 2008
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Backup slides
[email protected]
Apéro du SPP, 21 mars 2008
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Futur collisionneur linéaire e+e• Choix de la technologie froide : utilisation de cavités supraconductrices en niobium
massif avec des champs accélérateurs > 35 MV/m
• Luminosité intégrée : 500 fb-1 @ 0,5 TeV en 4 ans et 1 ab-1 @ 1 TeV en ~ 2 ans
• Train : ~ 1 ms tous les 200 ms
• Taille : ~ 30-40 Km
• Coût : 8±2 G€ (machine + 2 détecteurs)
• Technologie de pointe en cours de R&D : choix définitif au dernier moment
• Lieu : à déterminer
• Financé et construit par une collaboration internationale
• Devrait être approuvé dans les prochaines années (après résultats LHC ?)
• ILC Reference Design Report :
[email protected]
http://www.linearcollider.org/cms/?pid=1000437
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TimePix & GEMs
• Juste avant la fin de HERA, faisceau d’e- à DESY II
• Différents mélanges gazeux et deux types de GEMs
• Mélanges gazeux:
- Ar/CO2 (70:30)
- He/CO2 (70:30)
- He/CO2/C4H10 (68:30:2)
- Ar/He/CO2 (60:10:30)
- TDR
Time
puce TimePix :
14 mm
• Deux géométries de GEM testées :
- Standard GEMs 100x100 mm2
avec 140 μm de pas des trous
- Nouveau GEMs 24x28 mm2
avec 50μm de pas des trous
TimePix en TOT & Time,
en “Mixed Mode”
TOT
Faisceau e- à DESY II
GEM:
10 * 10 cm2
Trigger (scint.) &
Si-telescope
Freiburg (+Bonn)
[email protected]
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TimePix & GEMs
Ar CO2 70/30
Freiburg (+Bonn)
• Cartes de 181x181 en
mode Time & et en TOT
He CO2 70/30
• Fournit les informations
charge & temps en même
temps
[email protected]
• Fort potentiel pour la
séparation de traces
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Etudes des caractéristiques de détecteur Micromegas
• Mesures systématiques de gain pour différents mélanges gazeux + simulations
[email protected]
Mesh de 10x10 cm² et 50 mm de gap
100000
iC4H10
10000
Gain
Iso : 1%
Iso : 2%
Iso : 3%
Iso : 4%
Iso : 5%
CF4 : 3%, Iso : 1%
CF4 : 3%, Iso : 2%
CF4 : 3%, Iso : 3%
CH4 : 6.5%
CH4 : 8%
CH4 : 9%
CH4 : 10%
CH4 : 8%, CF4 : 3%
CH4 : 8%, CF4 : 5%
CH4 : 8%, CF4: 10%
CH4 : 10%, CF4 : 3%
CH4 : 5%, CO2 : 3%
CH4 : 10%, CO2 : 10%
CO2 : 10%
CO2 : 20%
CO2 : 30%
CO2 : 10%, Iso 2%
CO2 : 10%, Iso 5%
CO2 : 10%, Iso 10%
CF4 : 3%, CO2 : 1%
CF4 : 3%, CO2 : 3%
CF4 : 3%, CO2 : 5%
Iso : 2%, CH4 : 10%
Iso : 5%, CH4 : 10%
Iso : 10%, CH4 : 10%
Ethane 10%
Ethane 5%
Ethane 3.5%
Ethane 2%
Ethane 3.5% - CO2 10%
Ethane 3.5% - CF4 3%
Ethane 3.5% - CF4 10%
Ethane 3.5% - Iso 2%
1000
CO2, CH4
C 2H 6
100
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
Champ électrique (kV/cm/atm)
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Test des wafers TimePix au CERN
• 20 wafers de la première soumission à IBM
• Tests en collaboration avec NIKHEF et Freiburg
Classification TimePix
C
D
E
Wafer n°
Lieu
A
B
8_A9FWR6X
9_ACFWR3X
10_A6FWQ5X
11_ATFWTLX
12_ASFWTMX
13_ARFWTNX
14_A5FWQTX
15_AQFWTPX
16_GX11ILX
17_G111GIX
18_GG11G3X
19_GF11G4X
20_GV11INX
21_GV11GPX
22_GZ11H2X
23_GU11H7X
24_GY11IKX
25_GW11H5X
26_GS11H9X
27_GH11G2X
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
Diced
VTT
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
CERN
31
42
40
54
45
15
44
55
44
41
58
49
51
49
48
58
47
46
35
56
27
15
27
18
21
18
26
20
27
31
26
30
23
27
25
26
23
18
39
27
6
13
7
7
7
14
3
10
8
8
5
9
15
8
9
2
8
8
7
5
11
10
12
6
2
27
6
6
10
7
4
6
13
9
7
3
6
15
8
4
908
494
159
42,4
23,1
7,4
TOTAL
(%)
[email protected]
Total
Wafer A+B+C
F
Fnt
12
9
11
14
18
17
8
9
13
14
9
9
3
9
14
12
18
2
11
13
20
17
9
8
13
16
20
7
5
6
5
4
2
5
4
6
5
18
7
2
0
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
107
64
70
74
79
73
47
73
85
79
80
89
88
89
84
82
86
78
72
81
88
172
225
179
3
2140
1561
8,0
10,5
8,4
0,1
100
72,9
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Classe
A Aucune colonne morte
B 1 colonne morte
C 2 colonnes mortes
D >2 colonnes mortes
E Mauvaises DACs
F Puce morte
Fnt Non testé
~ 72.9 %
des puces sont
utilisables
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Simulation gain vs. géometrie
• Perte du signal à faible champ de dérive
• Augmentation significative du gain pour :
- grand trous
- grille mince
• Sensibilité plus forte des Ingrid aux
variations de champ (épaisseur 1 mm)
Simulations de Chefdeville, NIKHEF
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Paramètres de DAC à ajuster
• Pied d’estal :
• Seuil :
• Etalement :
FBK
THL
IKrum
• Ajustement des seuils haut (THH) et bas (THL) :
7 bits
[email protected]
7 bits
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InGrid sur Medipix2
• Avantages du Wafer post-processing :
-
Processus à basse température : spin coating, wet etching
Parfait alignement entre les trous de grille et les pixels
Pas de zone morte due aux pilliers
Géométrie très flexible (gap jusqu’à 10 mm)
• Premiers essais prometteurs sur un wafer Medipix2 :
InGrid au dessus des pixels
Trous de grille centrés entre 4 pixels
pilliers
pixels
[email protected]
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