高能所等研制出具有杰出高抗辐照功能的硅超快传感器

硅超快传感器

近来，我国科学院高能物理研讨所科研团队研发出具有杰出抗辐照功能的硅超快传感器。该传感器根据低增益雪崩扩大二极管(Low-Gain Avalanche Diode, LGAD)。经ATLAS协作组与RD50协作组测验，该传感器是现在抗辐照功能最好的LGAD硅超快传感器，到达ATLAS试验高颗粒度高时刻分辩勘探器项目(High Granularity Timing Detector，HGTD)的要求，其成果已在CERN的勘探器讲座(CERN detector seminar)和欧洲核子中心(CERN)的试验新闻(EP Newsletter)上发布。

该研讨在原有LGAD硅超快传感器工艺上增加了碳掺杂工艺，降低了辐照引起硅传感器中硼掺杂的移除速率，进步了抗辐照功能。在通过高亮度LHC要求的超高辐照量(2.5×1015/cm2/s等效中子通量)后，仍能完成30-40皮秒的时刻分辩率，而且能够作业在300-400V的较低电压下。经CERN束流测验验证，低作业电压避免了由单粒子击穿导致的辐照损害。该LGAD硅超快传感器由中科院高能所与微电子研讨所协作研发。

ATLAS协作组的HGTD项目是大型强子对撞机高亮度II期晋级(LHC Phase-II)晋级的一部分。其方针是研发6.4平方米的抗辐照超快硅勘探器，使用高精度的时刻信息来区别空间上间隔较近的对撞案例，然后进步勘探器物理功能。该项目研发的硅超快传感器，超快读出芯片和大面积超快勘探器集成等均是世界前沿的新技术。以高能所为主体的我国组将承当HGTD项目超越1/3的传感器研发，近一半的勘探器模块研发，与悉数的前端电路板研发。

HGTD项目得到国家自然科学基金委员会、核勘探与核电子学国家重点试验室等的支撑。