Détecteurs de traces à Pixels Hybrides

Pierre Delebecque, Didier Laporte, Eric Vigeolas

Un peu d’histoire
•Les détecteurs de traces
a pixels Hybrides ont vu le
jour pour la première fois
en 1994 dans l’expérience
Dephi du LEP au CERN

Détecteurs à pixel hybrides
•Comme beaucoup de détecteurs le
principe de fonctionnement est
relativement simple:
•Création d’un champ électrique
dans un milieu semi conducteur
•Ionisation de ce milieu par les
particules a détecter
•Collection des électrons créés pour
un traitement électronique
(analogique puis numérique)
•Le pixel est dit hybride car chaque
segment de Silicium (pixel) est relié
a son électronique de lecture
individuellement par une microbille
métallique à hybride, l’électronique
de lecture et le détecteur sont deux
éléments distincts

Contraintes de ce type
de détecteur
•L’avantage de ce type de détecteur est qu’il résiste assez bien aux
radiations, mais celles-ci ne sont pas sans effets négatifs
•L’un des effets et la perte de la zone de déplétion (zone permettant la
détection des particules) nous obligeant a augmenter progressivement
la tension aux bornes du détecteur
•Un autre effet est l’augmentation du courant de fuite lors des irradiation
•La combinaison de ces deux effets conduit a l’apparition d’une
puissance dissipée dans le silicium qui a tendance a augmenter avec
les irradiation
•Pour combiner le tout l’une des propriétés du Silicium est que sont
courant de fuite double tous les 8°C
•La combinaison de tous ces effets conduit a une boucle fermée de la
puissance dissipée qui si nous ne refroidissons pas suffisamment peut
conduire à une divergence thermique à ce que nous appelons le
thermal runaway
•Ceci explique que la durée de vie d’un détecteur sera déterminée par le
taux d’irradiation et la tension max que l’on peut atteindre

La limite à ne pas atteindre
Rth
Détecteur
Ou TFOM
Liquide de refroidissement