1. 温度測定スクリプトがまだ走っていなければ、本ページ末尾のほうにある「温湿度計について」を見ながらスクリプトを走らせておく。

(恒温槽が-20℃になってから測定を開始し、PTP測定後にRint測定のために1時間経過を待つ間にMD8のIVCV,カップリングの暗電流を測定をする#20230821)

• ここでMD8の測定をする

• ssh -l atlasj 130.87.242.194
• cd ~/work/stripQA
• sh i2cget.sh
• nohup python thermohydrometer.py

1. SiliconTestSetupApp.sln をクリックして読み込む。(full pathは c:Users\atlas\Source\Repos\SiliconTestSetupApp_update)

(PTP測定後、Rint測定のために恒温槽が-20℃になってから1時間経過するのを待機する間にMD8のIVCV,カップリングの暗電流を測定をするように変更#20230821)

• ストリップ間容量（必ずnonirradかirradか、適切な方が選択されていることを確認！その後、「Cint」と書かれた緑のボタンをクリック）

• PTP（必ずnonirradかirradか、適切な方が選択されていることを確認！その後、「PTP」と書かれた緑のボタンをクリック）

• ストリップ間抵抗（必ずnonirradかirradか、適切な方が選択されていることを確認！その後、「Rint」と書かれた緑のボタンをクリック）

配線,PCB3にささっているHV2410の赤タグの付いたケーブルを"HV-MD8"のタグが付いた緑色Lemoコネクタ（Iコネクタ付き）に繋ぐ#20230821

→基板の切り替えなく測定できるように変更。

PCB3にささっているHV2410の赤色タグの付いたケーブルを"HV-MD8"のタグが付いた緑色Lemoコネクタ（Iコネクタ付き）に繋ぐ。

1. HV2410ケーブルを”MD8・MOS”レモケーブルにつながっていることを確認してください。
   CCPL IVにつながっているとチップを壊してしまうので、かならず配線を確認すること！

1. 1. 0~10Vまでは0.5Vステップ、0~100Vまで5Vステップで、カップリング部に電圧をかけたときの暗電流を測定します。

      ---

ここまで終了したら"HV-MD8"に繋いだHV2410をPCB3に戻してRintの測定を行う。

• バイアス抵抗（「Rbias」と書かれた緑のボタンをクリック）

• カップリング容量（「Ccpl」と書かれた緑のボタンをクリック）

• ストリップ間容量（必ずnonirradかirradか、適切な方が選択されていることを確認！その後、「Cint」と書かれた緑のボタンをクリック）

• PTP（必ずnonirradかirradか、適切な方が選択されていることを確認！その後、「PTP」と書かれた緑のボタンをクリック）

• ストリップ間抵抗（必ずnonirradかirradか、適切な方が選択されていることを確認！その後、「Rint」と書かれた緑のボタンをクリック）

• MD8 A → 上のLCRメータ H_CUR (E)
• MD8 B → 上のLCRメータ H_POT (F)
• MD8 C → 上のLCRメータ L_POT (G)
• MD8 D → 上のLCRメータ L_CUR (H)

1. 最初の画面でLCRメーターとソースメーターの選択画面が表示されるが、Strip QA用のデバイスはコードの中のパラメータとして設定しているので、何も選択せずにStrip QAをクリックしてください。

1. SHORT Calibtation

1. testChip測定用基板は、恒温槽内左の基盤。ピン番号が対応するように確認しながら、サンプルを基板に装着する。
2. 照射済みサンプルの場合は、恒温槽を―20℃に設定・運転し、－20℃に下がってから測定は開始する。（未照射サンプルは20℃）

バイアス抵抗、カップリング容量、ストリップ間容量/抵抗、PTP測定

• ストリップ間容量

• PTP

• ストリップ間抵抗

測定するサンプルの特性に合わせてパラメーターを(ボタンで)変更してください。

ここまで測定が終わったら、次にMD8とカップリング漏れ電流の測定のため、基板を切りかえます。

キャリブレーションが終わったら、サンプルを基板に装着する。

カップリング漏れ電流、MD8の測定

MD8のIVCV

1. HV2410ケーブルを”MD8・MOS”レモケーブルにつながっていることを確認してください。
   CCPL IVにつながっているとチップを壊してしまうので、かならず配線を確認すること！
2. GUIで、”MD8”をクリックする。
   1. 0~-500Vを10Vステップで測定します。
   2. 電流、静電容量、複素インピーダンスの絶対値が記録されます。

酸化膜容量(QA測定からは除外)　

注：酸化膜容量の測定は、陽子照射後にはうまくできないことがわかったので、やらないことになっています。

• • • Datasheet: https://www.tek.com/document/specification/models-2410-and-2410-c-sourcemeter-specifications-rev-d
    • Manual: https://download.tek.com/manual/2410_902_01B.pdf

• • • Manual: https://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/Keithley/KEI%20486,%20487%20Instruction.pdf

• • • Datasheet: http://www.testequipmenthq.com/datasheets/KEITHLEY-6517A-Datasheet.pdf
    • Manual: https://www.tek.com/manual/model-6517a-electrometer-high-resistance-meter-getting-started-manual-rev-b

• • • • http://ena.support.keysight.com/e5071c/manuals/webhelp/jpn/product_information/error_messages/error_messages.htm

• 恒温槽
  • マニュアル

• List of switches in TUSBPIO
• 照射サンプルの準備の仕方, テストチップの巻き方の改善
• センサーカバー
• GPIBデバイス一覧

• K. Saito on 7th April 2021 (Rint invsetigation/improvement)

1. WindowsマシンのメニューバーにあるVisual Studio（紫色の∞アイコン）を起動。
2. SiliconTestSetupApp.sln をクリックして読み込む。(full pathは c:Users\atlas\Source\Repos\SiliconTestSetupApp)
3. 画面中央上にある｢Local Windows Debugger｣をクリックし、GUIを実行します。
4. 最初の画面でLCRメーターとソースメーターの選択画面が表示されるので、使用する機械を選択(Setを緑に)したのち、StripQAをクリックします。
   • 7つの認識されている機器全部をSetすればよい。

• HV2410 →はじめ、Calibrationのために、"MD8・MOS"LEMOケーブルにつなぐ。
  • 冷却後の測定時に、"MD8・MOS" または”Ccpl IV”に測定項目によって繋ぎ変える。両方ともオレンジのLEMOケーブル。

1. 1. MD8装着用基板に、OPEN（何も書いていない方）のCalibrationサンプルを装着。

1. 1. MD8装着用基板に、SHORTのCalibrationサンプルを装着。

1. 測定用基板に装着する前に、サンプル（カバーの中）に窒素ガスに流して霜をよく飛ばす。霜がついていると、HVがかかったときにサンプルを破壊してしまう場合がある。

1. HV2410ケーブルを”MD8・MOS”レモケーブルにつながっていることを確認してください。
   CCPL IVにつながっているとチップを壊してしまうので、かならず配線を確認すること！

• S. Hirose on 16th June 2021 (gamma-irradiated test chips)

1. 配線を繋ぎ変え・確認
2. LCRメータのキャリブレーション
3. サンプルをtestChip用基盤に装着
4. －20℃に冷却
5. HVが問題なくかかるかどうか、手動でチェック
6. 測定　（5項目：バイアス抵抗、カップリング容量、ストリップ間抵抗、ストリップ間容量、PTP作動）
7. 常温に戻し、テストチップをしまう

1. 配線を繋ぎ変え・確認
2. LCRメータのキャリブレーション
3. サンプルをMD8用基盤に装着
4. －20℃に冷却
5. Ccpl測定
6. HVケーブルをつなぎ変え
7. CMOS 酸化膜容量測定
8. MD8測定
9. 常温に戻し、テストチップをしまう

測定サンプルを装着する基盤

恒温槽内に２つの測定サンプル装着用基板がある。

1. （左）テストチップ測定用基板―バイアス抵抗、カップリング容量、ストリップ間抵抗、ストリップ間容量、PTP作動
2. （右）MD8測定用基板―カップリングの暗電流、酸化膜容量、MD8のIVCV測定

StripQAControlGUI ソフトウェアの起動 (To be updated)

テストチップ測定方法

配線

テストチップを測定する際のケーブルは、以下の通り接続する。

• HV2410 → ITk Strip Teg Boardの”Vtest”
• CCPL A → 上のLCRメータ H_CUR
• CCPL B → 上のLCRメータ H_POT
• CCPL C → 上のLCRメータ L_POT
• CCPL D → 上のLCRメータ L_CUR

LCRメーターのcalibration

Calibrationは、常温で行う。

1. OPEN Calibration
   1. testChip装着用基板に、OPEN（何も書いていない方）のCalibrationサンプルを装着。
   2. StripQAControlGUI にて、LCR Calibrationの「Open」をクリック。
   3. Calibrationが完了すると、LCRメータのフロントパネルに、"OPEN measurement completed"が表示される。
      1. 失敗した時は、もう一度走らせてみる。
2. SHORT Calibtation
   
   1. testChip装着用基板に、SHORTのCalibrationサンプルを装着。
   2. StripQAControlGUI にて、LCR Calibrationの「Short」をクリック。
   3. Calibrationが完了すると、LCRメータのフロントパネルに、"SHORT measurement completed"が表示される。

測定サンプルのセットアップ・冷却

1. testChip測定用基板は、恒温槽内左の基盤。ピン番号が対応するように確認しながら、サンプルを基盤に装着する。
2. 恒温槽を―20℃に設定・運転し、－20℃に下がってから測定は開始する。

StripQAControlGUI のパラメータ設定

測定

MD8測定方法

配線

• HV2410 →はじめ、"Ccpl IV"LEMOケーブルにつなぐ。
  • "MD8・MOS" または”Ccpl IV”に測定項目によって繋ぎ変える。両方ともオレンジのLEMOケーブル。
• MD8 A → 上のLCRメータ H_CUR
• MD8 B → 上のLCRメータ H_POT
• MD8 C → 上のLCRメータ L_POT
• MD8 D → 上のLCRメータ L_CUR

Calibration

配線を付け替えたら、再度Calibrationを行いましょう。やり方は、TestChipのときのCalibrationと同じ。

Calibrationは、常温で行う。

1. OPEN Calibration
   1. testChip装着用基板に、OPEN（何も書いていない方）のCalibrationサンプルを装着。
   2. StripQAControlGUI にて、LCR Calibrationの「Open」をクリック。
   3. Calibrationが完了すると、LCRメータのフロントパネルに、"OPEN measurement completed"が表示される。
      1. 失敗した時は、もう一度走らせてみる。
2. SHORT Calibtation
   
   1. testChip装着用基板に、SHORTのCalibrationサンプルを装着。
   2. StripQAControlGUI にて、LCR Calibrationの「Short」をクリック。
   3. Calibrationが完了すると、LCRメータのフロントパネルに、"SHORT measurement completed"が表示される。

サンプルの装着

1. 測定用基板に装着する前に、サンプル（カバーの中）に窒素ガスに流して霜をよく飛ばす。霜がついていると、HVがかかったときにサンプルを破壊してしまう場合がある。
2. MD8用基板に測定サンプルを装着する。

測定

カップリングの暗電流

1. HV2410ケーブルが、”CCPL IV”LEMOケーブルにつながっていることを必ず確認する。
2. GUIで、”Ccpl_leak”をクリック。
   1. 0~10Vまでは0.5Vステップ、0~100Vまで5Vステップで、カップリング部に電圧をかけたときの暗電流を測定します。

酸化膜容量　

MD8のIVCV

1. HV2410ケーブルを”MD8・MOS”レモケーブルにつながっていることを確認してください。
2. GUIで、”MD8”をクリックする。
   1. 0~-500Vを10Vステップで測定します。
   2. 電流、静電容量、複素インピーダンスの絶対値が記録されます。

メモ

佐藤が編集するまえのバージョン：r19

• • QA status

• • • Datasheet: https://www.tek.com/document/specification/models-2410-and-2410-c-sourcemeter-specifications-rev-d
    • Manual: https://download.tek.com/manual/2410_902_01B.pdf

• • • Manual: https://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/Keithley/KEI%20486,%20487%20Instruction.pdf

• • • Datasheet: http://www.testequipmenthq.com/datasheets/KEITHLEY-6517A-Datasheet.pdf
    • Manual: https://www.tek.com/manual/model-6517a-electrometer-high-resistance-meter-getting-started-manual-rev-b

• • • • http://ena.support.keysight.com/e5071c/manuals/webhelp/jpn/product_information/error_messages/error_messages.htm

• ストリップQA関係
  • Test chip measurement guide
  • Sensor Quality Assurance Database Test Input Parameters（.docxのやつ）
  • QA data format (.pptxのやつ)
  • Test chipの配線とか

• • MOS capacitors
  • ITk strip sensor QA TWiki

• • Keythley Model 486　Pico Ammeter
    • Manual: https://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/Keithley/KEI%20486,%20487%20Instruction.pdf

• EDMS document
  • Measurement Guide for Test Chip and MD8 for QA

• Strip sensor meeting
  • K. Hara on 28th October 2020
  • K. Hara on 11th November 2020 *

• ATLAS-J-ITk
  • K. Hara, 30th July 2020 (QA-TCの状況)
  • K. Saito on 8th October (たわみ測定の改善とQA-TC、QA-CCEの状況)
  • S. Hirose on 22nd October (QCQAのスケジュール)
  • T. Ishii on 12th November (QA-TC site-Qサンプルの結果)

• • QAドキュメント（2020/11/03時点の最新版）https://indico.cern.ch/event/964058/#sc-66-8-document-on-test-chip

デスクトップにあるショートカット｢StripQA｣をダブルクリックし、ソリューションを開きます。

画面中央上にある｢Local Windows Debugger｣をクリックし、GUIを実行します。

最初の画面でLCRメーターとソースメーターの選択画面が表示されるので、使用する機械を選択(Setを緑に)したのち、StripQAをクリックします。

OperatorName,RunNo.を記入した後、SETをクリックしてください。

以下のスプレッドシートを開き、WaferNo.やSerialNo.が正しいものになっているかを確認してください。

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mlUcnUTPKlGmD6PUIn9hh5Zky5EJmUY1wDjHUVpYtlU/edit#gid=0

Calibrationの前に、Local Windows Debuggerを押して最初に出てくるGUIにあるTUSB Formのボタンをクリックし、スイッチ操作用GUIを起動してください。

GUIでDev_Open、(PortAをOutputにしてDirectionSet)をクリックし、PortAのスイッチがすべてOnになっていること(数字の横の赤いランプが光ること)を確認します。

最初と同じ方法でCalibrationをしてください。

γ線照射後　周波数100kHz、測定範囲-60~0V、0.1Vステップ

https://pc-karuma.net/windows-10-share-files-folders/

ネットワークとかの設定をしなきゃダメかも（色々試行錯誤したので、どれが必要でどれが必要じゃなかったのかわかりません。。。）

共有に成功していると、File Explorer → Network → 自分のPCを選択（130.87.243.248の場合はDESKTOP-KCK793P）で共有フォルダ―が見えているはず。

[share]
   comment = Share Folder
   browseable = yes
   path = /var/samba
   writable = yes
   valid users = smbuser
   force user = smbuser

温湿度計について

温湿度計のテクニカルな詳細はこちら→ 温湿度計 on Raspberry Pi

Strip test chip QAで使っているものはラズベリーパイ（130.87.242.194）に接続されている。atlasjユーザー（パスワードは誰かに聞いてください）でログインし、~/work/stripQAにあるthermohydrometer.pyというPythonスクリプトで温湿度を読み出せる。このスクリプトは温湿度を記録・表示し続けると同時に、/var/samba/trh以下に最新の測定結果をtemp.datとして保存する。/var/sambaはWindows（130.87.243.248）のデスクトップにあるsharedというフォルダーと共有されているため、最新の温湿度をWindows側から読み出せる。

設定方法は以下の通り。

[Windows側]

1. 共有フォルダ―を作る。参考→

[ラズパイ側]

1. Sambaをインストールする

$ sudo apt update
$ sudo apt install samba
$ sudo apt install winbind
$ sudo apt install libnss-winbind
$ sudo apt install sama-client

2. smbuserというユーザーを作り、共有フォルダ―へのアクセスを許可する。

$ sudo useradd smbuser
$ sudo chown smbuser:smbuser /var/samba/
$ sudo pdbedit -a smbuser

3. /etc/samba/smb.confに以下を書き込む。

[share]
comment = Share Folder
browseable = yes
path = /var/samba
writable = yes
valid users = smbuser
force user = smbuser
書き込んだら、sudo /etc/init.d/samba restartでサービスをrestartする。

4. 共有フォルダーをマウントする。

sudo mount.cifs //130.87.243.248/shared /var/samba/ -o user=smbuser

参考資料

• ストリップQA関係（*) はuser: tsukuba-silicon, password: ITk_stripQA!）
  • Sensor Quality Assuarance Document (25th March 2019): https://hep-www.px.tsukuba.ac.jp/~shhirose/itk/Sensor_Quality_Assurance_v5.docx
  • Sensor Quality Assurance Database Test Parameters (29th June 2020; 2020年8月現在最新版): https://hep-www.px.tsukuba.ac.jp/~shhirose/itk/Sensor_Quality_Assurance_DB_Inputs_290720_v13.docx
  • QA data format as of 2nd June 2020: https://hep-www.px.tsukuba.ac.jp/~shhirose/itk/2020-06-02_Sensor_QA_DataFormats_v5.pptx
  • Test chip details: https://hep-www.px.tsukuba.ac.jp/~shhirose/itk/testchip.pptx
  • K. Hara, "Strip Sensor QC/QA in Japan", presented at ATLAS-Japan silicon workshop on 21st December 2019: https://kds.kek.jp/indico/event/32999/contributions/161326/attachments/128299/152895/StripQCQA-ATLASJ2019.pdf
  • E. Staats, "ATLAS Test Chip MOS Capacitor", presented at Strip Sensor meeting on 8th July 2020: https://indico.cern.ch/event/935450/contributions/3938786/attachments/2070575/3475887/MOS_Cap_EStaats_08072020.pdf
  • MOS capacitors: https://ecee.colorado.edu/~bart/book/book/chapter6/ch6_2.htm
• ITk strip全般
  • ITk Strip TDR: https://cds.cern.ch/record/2257755?ln=en

• • Keithley エラーメッセージマニュアル
    • http://ena.support.keysight.com/e5071c/manuals/webhelp/jpn/product_information/error_messages/error_messages.htm

測定ログ

8月　(QAMeasurementLog202008)

B4デシケーター内にshort、openそれぞれのキャリブレーションのための基盤があるので、それを接続してキャリブレーションをします。

0~10Vまでは0.5Vステップ、0~100Vまで5Vステップで、カップリング部に電圧をかけたときの暗電流を測定します。

測定するサンプルの特性に合わせてパラメーターを(手動で)変更してください。

• ストリップ間容量

照射前は-150V

照射後は-500V

測定は、1MHzでの静電容量を測り、静電容量と複素インピーダンスの絶対値が記録されます。

測定するサンプルの特性に合わせてパラメーターを(手動で)変更してください。

• PTP

照射前は-150V

照射後は-500V

測定範囲はどちらも0~-40Vを0.2Vステップで測定します。

この先の測定をする場合は、別の基盤に付け替える必要があります

• カップリングの暗電流

• 酸化膜容量

照射前　周波数10kHz、測定範囲-20~10V、0.1Vステップ

照射後　周波数1MHz、測定範囲-50~10V、0.1Vステップ

どちらも静電容量と複素インピーダンスの絶対値が記録されます。

サンプルの特性に合わせてパラメーターを変更してください。

• MD8のIVCV

0~-500V(?)を10Vステップで測定します。

電流、静電容量、複素インピーダンスの絶対値が記録されます。

• ソースメーター
  • Keythley Model 2410 1100 V SourceMeter
    • Datasheet: https://www.tek.com/document/specification/models-2410-and-2410-c-sourcemeter-specifications-rev-d
    • Manual: https://download.tek.com/manual/2410_902_01B.pdf
  • Keythley Model 6517A Electrometer/High Resistance Meter
    • Datasheet: http://www.testequipmenthq.com/datasheets/KEITHLEY-6517A-Datasheet.pdf
    • Manual: https://www.tek.com/manual/model-6517a-electrometer-high-resistance-meter-getting-started-manual-rev-b
• LCRメーター
  • Agilent 4284A Precision LCR Meter
    • Datasheet: https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5963-5390JA.pdf?id=1000073563:epsg:dow
    • Manual: https://www.keysight.com/main/editorial.jspx?ckey=1000002196:epsg:man&id=1000002196:epsg:man&nid=-11143.0.00&lc=jpn&cc=JP

具体的な項目

バイアス抵抗、カップリング容量、ストリップ間抵抗、ストリップ間容量、PTP作動、カップリングの暗電流、酸化膜容量、MD8のIVCV測定

すべての測定には最低でもPC、LCRメーター2台、ソースメーター2台、スイッチ操作装置(TUSB-PIO)、Raspiを用いた温度計システムと測定サンプルを装着する基盤が必要です。

ソリューションを開くと、接続したLCRメーターとソースメーターの選択画面が表示されるので、使用する機械を選択(Setを緑に)したのち、StripQAを選択します。

新たに表示されるQA測定の画面で、選択したLCRメーターとソースメーターがそれぞれ正しく設定されているかを確認してください。

もし間違っている場合は、プルダウンで変更してください。

使用する機械の確認が取れたら、測定するサンプルの名前を記入してください。

サンプルの名前と属性は以下のスプレッドシートで確認することができます。

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mlUcnUTPKlGmD6PUIn9hh5Zky5EJmUY1wDjHUVpYtlU/edit#gid=0

測定の際にも使用するのでこのタイミングで開いておくことをお勧めします。

温度、湿度を記入してください

Raspiの温度計で温度と湿度を読み取ってください。（今後自動化されるかもしれません。）

ここまで出来たら各測定に進めます。

• バイアス抵抗

測定可能な抵抗3つすべての電流値が記録されます。

• カップリング容量

この測定はGUI上でパラメーターをいじることができません。

• ストリップ間抵抗

照射前は

照射後は

測定するサンプルの特性に合わせてパラメーターを変更してください。

• ああ
• ああ

ITk strip QA

Under construction.

-- Shigeki Hirose - 2020-08-19

QAシステム概要

To be written.

測定方法

To be written.

マニュアルなど

• 温湿度計 on Raspberry Pi