Etude et caractérisation d'un capteur en silicium amorphe hydrogéné déposé sur circuit intégré pour la détection de particules et de rayonnements

par Matthieu Despeisse

Thèse de doctorat en Micro-électronique

Sous la direction de Christian Gontrand.

Soutenue en 2006

à Villeurbanne, INSA .

  • Titre traduit

    Performance and limitations of a Hydrogenated amorphous silicon sensor deposited on integrated circuit for particle detection


  • Résumé

    Pour les futures expériences de physique des hautes énergies au laboratoire européen de physique des particules (CERN), des technologies de détection alternatives aux détecteurs silicium actuels seront nécessaires. Le travail effectué dans cette thèse présente les performances et les limitations d'une nouvelle technologie de détection. Celle-ci est basée sur la déposition d'un capteur en silicium amorphe hydrogéné directement sur circuit intégré, présentant ainsi un haut degré d'intégration. Le travail présenté comprend l'optimisation et le développement de circuits intégrés pour la caractérisation de cette technologie dite " Thin-Film on ASIC ". L'interface entre le capteur déposé et le circuit intégré a été caractérisée pour comprendre en détail la méthode de segmentation du détecteur. L'induction d'un signal par le passage d'une particule chargée ou d'un rayonnement au travers du capteur a été démontrée et étudiée. La vitesse et l'amplitude du signal induit, ainsi que la résistance à de hauts niveaux de radiations ont été particulièrement appréciées. Le travail présenté démontre la faisabilité du concept de détection proposé et d'intéressantes propriétés de cette technologie pour diverses applications de détection, mais révèlent cependant différentes limitations pour d'éventuelles applications pour la physique des particules.


  • Résumé

    Next generation experiments at the European laboratory of particle physics (CERN) require particle detector alternatives to silicon detectors. This thesis presents such a novel detector technology, which is based on the deposition of a hydrogenated amorphous silicon sensor on top of an integrated circuit. Performance and limitations of this technology have been assessed for the first time in this thesis in the context of particle detectors. Specific integrated circuits have been designed and the detector segmentation, the interface sensor – chip and the sensor leakage current have been studied in details. The signal induced by the track of an ionizing particle in the sensor has been characterized and results on the signal speed, amplitude and on the sensor resistance to radiation are presented. The results are promising regarding the use of this novel technology for radiation detection, though limitations have been shown for particle physics application.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (265 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 251-265

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3020)
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