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Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Charge sensing properties of monolithic CMOS pixel sensors fabricated in a 65 nm technology

Ziad El Bitar
Mauro Aresti
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Stefania Beole
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Leonardo Cecconi
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Wenjing Deng
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Antonello Di Mauro
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Jan Hasenbichler
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Geun Hee Hong
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Alex Kluge
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Magnus Mager
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Davide Marras
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Joao de Melo
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Magdalena Munker
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Francesco Piro
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Felix Reidt
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Gianluca Aglieri Rinella
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Roberto Russo
Valerio Sarritzu
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Walter Snoeys
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Miljenko Suljic
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Gianluca Usai
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Résumé

In this work the initial performance studies of the first small monolithic pixel sensors dedicated to charged particle detection, called CE-65, fabricated in the 65nm TowerJazz Panasonic Semiconductor Company are presented. The tested prototypes comprise matrices of 64 $\times$ 32 square analogue-output pixels with a pitch of 15 $\mu$m. Different pixel types explore several sensing node geometries and amplification schemes, which allows for various biasing voltage of the detection layer and hence depletion conditions and electric field shaping. Laboratory tests conducted with a $^{55}$Fe source demonstrated that the CE-65 sensors reach equivalent noise charge in the 15 to 25 $e^-$ range and excellent charge collection efficiencies. Charge sharing is substantial for standard diodes, but can be largely suppressed by modifying their design. Depletion of the thin sensitive layer saturates at a reverse diode bias of about 5 V.
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Dates et versions

hal-03772244 , version 1 (21-11-2022)

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Citer

Ziad El Bitar, Szymon Bugiel, Andrei Dorokhov, Mauro Aresti, Jerome Baudot, et al.. Charge sensing properties of monolithic CMOS pixel sensors fabricated in a 65 nm technology. 16th Vienna Conference on Instrumentation, Feb 2022, Wien, Austria. pp.167213, ⟨10.1016/j.nima.2022.167213⟩. ⟨hal-03772244⟩
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