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C. Andreoli 1,2 , E. Pozzati 1,2 , M. Manghisoni 2,3 , L. Ratti 1,2 , G. Traversi 2,3

Elettronica di front-end per sensori monolitici a pixel attivi in tecnologia CMOS deep submicron a tripla well. C. Andreoli 1,2 , E. Pozzati 1,2 , M. Manghisoni 2,3 , L. Ratti 1,2 , G. Traversi 2,3. 1. Università di Pavia Dipartimento di Elettronica. 2. INFN Sezione di Pavia.

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C. Andreoli 1,2 , E. Pozzati 1,2 , M. Manghisoni 2,3 , L. Ratti 1,2 , G. Traversi 2,3

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Presentation Transcript

  1. Elettronica di front-end per sensori monolitici a pixel attivi in tecnologia CMOS deep submicron a tripla well C. Andreoli1,2, E. Pozzati1,2, M. Manghisoni2,3, L. Ratti1,2, G. Traversi2,3 1. Università di Pavia Dipartimento di Elettronica 2. INFN Sezione di Pavia 3. Università di Bergamo Dipartimento di Ingegneria Industriale

  2. MAPS CMOS convenzionali • I sensori monolitici a pixel attivi vengono considerati molto promettenti per • applicazioni di fisica delle alte energie per i seguenti motivi: • giunzione di rivelazione ed elettronica di lettura vengono integrate sullo stesso substrato • il rivelatore può essere assottigliato fino a qualche decina di μm • elevata resistenza alle radiazioni • elevata densità funzionale e versatilità • bassa dissipazione di potenza e bassi costi di produzione Schemi di lettura semplici e basati su soli transistori NMOS

  3. Una n-well a giunzione profonda (DNW) è usata come elettrodo collettore Il segnale di carica è elaborato da un canale di lettura per rivelatori di tipo capacitivo MAPS CMOS in tecnologia a tripla well • I dispositivi NMOS della sezione analogica vengono realizzati all’interno della DNW • PMOS utilizzabili purché l’area occupata dalla n-well che li ospita sia piccola rispetto all’elettrodo di raccolta

  4. Il prototipo Apsel0 • Il chip include 6 strutture di test a singolo pixel • La caratterizzazione è stata svolta con iniezione di carica tramite impulsatore e con sorgenti laser e radioattive N-WELL DEEP N-WELL N-WELL sezione digitale PMOS sezione analogica PMOS • Alcuni problemi dovuti alla sottostima della capacità parassita del sensore: • Sensibilità di carica dipendente • dall’area del sensore • ENC più grande del previsto sezione digitale NMOS sezione analogica NMOS + elettrodo di raccolta capacità MIM del formatore

  5. Il chip Apsel1 • Include 5 strutture di test a singolo pixel con capacità di iniezione e una matrice di pixel 8x8 con lettura in parallelo per colonne • L’elettronica di front-end è stata modificata per superare le limitazioni del prototipo Apsel0 Risposta del Ch1 a un impulso di 750 e- matrice 8 x 8 + dummies 5 strutture di test a singolo pixel

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